Solcellepaneler for oppvarming og elektrifisering av huset

Breddegrad og lengdegrad dybde av problemet

Tenk deg at du er en vitenskapsmann. Du kommer over et interessant papir, men resultatene/eksperimentene kan ikke replikeres i laboratoriet. Det er logisk å skrive om dette til forfatterne av den originale artikkelen, be om råd og stille oppklarende spørsmål. I følge undersøkelsen har mindre enn 20 % noen gang gjort det i sin vitenskapelige karriere!

Forfatterne av studien bemerker at kanskje slike kontakter og samtaler er for vanskelige for forskerne selv, fordi de avslører deres inkompetanse og inkonsekvens i visse spørsmål eller avslører for mange detaljer om det nåværende prosjektet.

Dessuten forsøkte et absolutt mindretall av forskere å publisere tilbakevisninger av irreproduserbare resultater, mens de møtte motstand fra redaktører og anmeldere som krevde at sammenligningen med den opprinnelige studien ble bagatellisert. Er det noe rart at sjansen for å rapportere ikke-reproduserbare vitenskapelige resultater er omtrent 50 %.

Første spørsmål: Har du prøvd å reprodusere resultatene av eksperimentet?

Det andre spørsmålet: Har du prøvd å publisere forsøket ditt på å reprodusere resultatene?

Kanskje det er verdt da inne på laboratoriet i det minste å gjennomføre en test for reproduserbarhet? Det tristeste er at en tredjedel av respondentene ALDRI en gang har tenkt på å lage metoder for å sjekke data for reproduserbarhet. Bare 40 % oppga at de regelmessig bruker slike teknikker.

Spørsmål: Har du noen gang utviklet spesielle metoder/teknologiske prosesser for å forbedre reproduserbarheten av resultater?

I et annet eksempel sier en biokjemiker fra Storbritannia, som ikke ønsket å bli identifisert, at å prøve å replikere arbeid for laboratorieprosjektet hennes, bare dobler tiden og pengene, uten å legge til eller legge til noe nytt til arbeidet. Ytterligere kontroller utføres kun for innovative prosjekter og uvanlige resultater.

Og selvfølgelig, de eldgamle russiske spørsmålene som begynte å torturere utenlandske kolleger: hvem har skylden og hva de skal gjøre?

Hva er første generasjons solceller laget av?

Strukturelt sett består slike moduler av følgende elementer:

• basemetallplate - basekontakt;
• det nedre additive laget av en silisiumhalvleder med en overvekt av n-type elektroner - på grunn av tilsetning av fosfor;
• det øvre krystallinske laget mettet med p-type elektroner - vanligvis ved doping med bor;
• anti-reflekterende belegg - for å maksimere strålingsabsorpsjon;
• tynn metallisert gitter-type kontakt med en ledning for å lukke nettverket;
• tykt beskyttelsesglass - vanligvis kraftig herdet;
• innrammingsramme.

Tykkelsen av monokrystallinske Mono-Si eller polykrystallinske Poli-Si silisiumskiver i cellene er omtrent 200-300 µm. Levetiden er beregnet til 20-25 år, med et produktivitetsfall på gjennomsnittlig 0,5 % årlig. Virkningsgraden under ideelle lysforhold når 22-24 % og synker kraftig ved høye temperaturer eller et delvis fall i belysningen.

Prinsippet om å bruke solenergi

Ofte, møtt med behovet for å installere solcellepaneler, lurer en person på bedriftens gjennomførbarhet. For i de fleste tilfeller taper prosentandelen av solfylte dager betydelig til samme verdi som overskyet.

Et lignende forhold er typisk for regionene i midtsonen, og klimaet i de nordlige regionene er preget av et enda større antall overskyede dager.

Det utilstrekkelige antallet solfylte dager er direkte relatert til effektiviteten til enhetene som behandler energien til den jordiske kroppen. Dette reduserer mengden sollys som når overflaten av batteriet. Denne prosessen kalles insolasjon.

Dens essens ligger i det faktum at ethvert fly, uavhengig av formålet, tar på seg en viss mengde solenergi. I de sørlige regionene er dette tallet naturlig nok høyere, noe som gjør montering av solcellepanel mer aktuelt.

Men som praksis viser, forbedrer markedet for teknologisk utstyr innen solenergisyntese stadig produktene sine, så moderne solcelleceller i solcellepaneler fungerer perfekt selv i områder med lavt isolasjonsnivå.

Typer silisium solceller

Polykrystallinsk

Hovedelementet i slike paneler er halvlederelementer av polykrystallinsk struktur. De er mye billigere enn enkeltkrystaller, siden de i hovedsak er laget av rester som er igjen fra enkeltkrystallelementer. Under produksjonsprosessen blir silisiumlegeringen ganske enkelt avkjølt uten videre bearbeiding.

Effektiviteten til polykrystallinske solceller er i gjennomsnitt 12 - 18 %, mens effektiviteten til monokrystallinske solceller når 22 %. Men gitt den lavere prisen, kan du kjøpe litt flere paneler og få samme "eksos" for samme penger som monokrystaller. Dette er kun mulig hvis det er mye plass på taket. Dessuten skiller polykrystaller seg fra enkeltkrystaller i heterogeniteten til fargespekteret.

Hvor mye koster polykrystallinske solcellepaneler? Gjennomsnittlig 3500 rubler per 100 W (mye avhenger av produsenten). Et av de rimeligste polykrystallinske batteriene er Vostok Pro FSM 150 P med en effekt på 150 watt.

Monokrystallinsk

For monokrystallinske solcellepaneler er en enkelt krystall spesielt dyrket ved hjelp av Czochralski-metoden. Deretter er et helt panel med en viss kraft satt sammen fra flere silisiumceller. Oftest består panelet av 36 eller 72 moduler. Effektiviteten til enkeltkrystallpaneler er mye høyere enn for polykrystallinske paneler, og er omtrent 18 - 22%.

På grunn av denne funksjonen, med samme størrelse, konverterer enkrystall mer solenergi enn polykrystallinsk. Hvilke solcellepaneler er bedre: polykrystallinske eller monokrystallinske? Alt avhenger av budsjettet. Hvis det er mulig å bruke litt mer, er det verdt å kjøpe monokrystaller, som har en raskere tilbakebetaling. Dessuten vil monokrystallinske batterier være å foretrekke hvis takarealet er relativt lite. Gjennomsnittlig levetid er 25 år.

Hvis du vil spare penger og du bare trenger et solcellebatteri for å drive et kjøleskap eller en pumpestasjon i landet, så kan du ta en polykrystallinsk modell.

amorf

Amorfe batterier består av silisiumhydrogen (SiH4), som produseres ved å påføre en elektrisk strøm til silisium. Som et resultat fordamper silisium, og deretter avsettes et tynt lag på underlaget.

Effektiviteten til amorfe paneler er omtrent den samme som for polykrystallinske. Amorfe modeller har imidlertid noen fordeler. For eksempel kan de generere elektrisitet selv i overskyet vær, regn, når det er høy konsentrasjon av støv i luften, eller under solnedgang/daggry.

Effektivitet

For å bruke solenergi til å varme opp et privat hus, vil det være mye lettere å sette sammen en krets fra samlere - men dette er ikke alltid mulig, så du må vurdere andre alternativer. Det kan for eksempel godt være at stedet allerede har et fungerende solcellepanel som kun brukes til å forsyne huset med strøm og varmt vann.

Å anskaffe nytt utstyr under slike forhold vil være for ulønnsomt på grunn av de høye kostnadene.For å sikre oppvarming av huset med solcellepaneler vil den beste løsningen være å øke kraften til modulsystemet. Det enkleste alternativet er å kjøpe noen ekstra silisiumpaneler og koble dem til et elektrisk drevet varmekjelesystem.

Riktig fordeling av elektrisk energi vil gi både et varmtvannsforsyningssystem og en varmekrets. Det skal mange solcellepaneler til for å ha nok strøm til alt – frittstående bygg som kun bruker solenergi er som regel helt dekket med solcellepaneler. Effekten til solcellepaneler må beregnes på forhånd. Ofte er det nødvendig å fullføre tilleggsstrukturen som panelene skal installeres på.

Det er umulig å bestemme effektiviteten til et solsystem før det tas i bruk, så alle beregninger er kun omtrentlige. Kompleksiteten til foreløpige beregninger skyldes det faktum at det er mange faktorer, hvis innflytelse på effektiviteten av energiinnsamlingen ikke kan beregnes. Selvfølgelig, hvis du har litt erfaring, kan du gjøre en mer eller mindre nøyaktig beregning, men bare fagfolk som spesialiserer seg på design og installasjon av solcelleanlegg har slik erfaring.

Følgende faktorer har størst innflytelse på systemets effektivitet:

• Værustabilitet - det er umulig å bestemme på forhånd antall soldager selv i solrike områder, for ikke å nevne de nordlige regionene;
• Ustabilt energiforbruk, som også avhenger av den geografiske plasseringen av bygget som mottar varme og elektrisitet fra sollys;
• Muligheten for systemfeil - kompleksiteten til designet indikerer at det ofte vil bryte sammen, og i noen tilfeller er det vanskelig å fastslå feilen.

Hvem passer et solcelleanlegg til hjemmet for?

1. For de som ikke har strøm i området. Solcellepaneler vil autonomt kunne forsyne anlegget med strøm. Alternativt kan du også vurdere en vindmølle (som det må være en passende vindrose for) eller en dieselgenerator (som er lite praktisk å betjene og uøkonomisk).
2. Dessuten kan en solstasjon betraktes som en investering for å betale mindre for strøm i fremtiden på bakgrunn av stadig økende tariffer. I tillegg er batterilevetiden veldig lang, og solen skinner alltid.
3. Og det siste alternativet er for alle som ønsker å tjene penger. I Ukraina er det en lov om innmatingstariff, ifølge hvilken staten kjøper generert elektrisitet ved å bruke alternative energikilder til en spesialpris.

Fortsett å lese

• solvarme
  60

  Solvarme: varmtvannsforsyning og oppvarming Gjennomsnittlig gjennom året, avhengig av klimatiske forhold og breddegrad, varierer fluksen av solstråling til jordens overflate fra 100 til 250 W/m2, og når toppverdier ved middagstid med en klar himmel, nesten...

• Fotovoltaiske sett
  58

  Fotovoltaiske sett: Sammensetning For å bruke solenergi til å drive forbrukerne dine, er ikke ett solcellepanel nok. I tillegg til solbatteriet trenger du noen flere komponenter.Den typiske sammensetningen av off-grid PV-sett er som følger: PV-sett for DC 12V last PV-array-kontroller...

• Skyer og hindringer
  55

  Påvirkning av hindringer for solens stråler på energiproduksjonen til solcellepaneler Bare en liten brøkdel av solstrålingen når jordoverflaten 1.direkte 2.absorpsjon 3.refleksjon 4.indirekte Sollyset reiser sin vei fra solen til jorden i en rett linje. linje. Når det når atmosfæren, brytes noe av lyset, og...

• solenergi belysning
  54

  Bruk av solenergi til belysningsformål Solcellepaneler og andre miljøvennlige energikilder har den siste tiden blitt mer og mer populært. Denne artikkelen diskuterer metoder for å konstruere strømforsyningssystemer for solcellelamper, solcellelamper og strømforsyning for bygningsbelysning, solenergibelysning ...

• Autonom FES
  52

  Solcelleanlegg uten nett. Solcelleanleggstyper er beskrevet på siden Solcelleanlegg. La oss vurdere mer detaljert en av typene - en autonom FES. Det er mulig å lage et autonomt strømforsyningssystem på solcellebatterier av varierende kompleksitet. Det enkleste systemet har en lav likespenningsutgang...

• Er det nødvendig med solcellepaneler?
  51

  Fordelene ved å bruke solcellepaneler i autonome og reservestrømforsyningssystemer Svært ofte må man innse at det er uhensiktsmessig å bruke solcellepaneler, at de er dyre og ikke lønner seg. Mange tror at det er mye enklere å installere en gassgenerator som vil gi energi til hjemmet ditt...

Hvordan beregne kraften til et solkraftverk

Du må ta utgangspunkt i hvor mye strøm du trenger for normal funksjon av bygget. Den enkleste måten er å skrive ut all e-post. apparater du planlegger å bruke, deres driftstid og strømforbruk.

Eksempel:

• Kjøleskap: 100W - 24t - 2400W
• Belysning: 100W - 5t - 500W
• Vannkoker: 15min - 1,5kW - 0,03kW
• Vaskemaskin:
• Notisbok:
• …
• Totalt: 3kW

3 kW er kraften som et solkraftverk må produsere for normal funksjon av bygget. De. du trenger 12 paneler med en effekt på 260W hver. I praksis vil produktiviteten deres være høyere (med en solaktivitetskoeffisient på 4,5 vil den daglige ytelsen til stasjonen være 14 kW), men vi tar utgangspunkt i det mest pessimistiske scenariet, der hver dag er overskyet. Husk også: hvis du ikke er koblet til innmatingstariffen eller ikke lagrer energi til batteriet, vil overskuddet brenne ut.

Hvis du installerer et solkraftverk for å tjene penger på en innmatingstariff, kan du starte med hvilken som helst kapasitet og gradvis øke den.

Solbatteri eller generator med forbrenningsmotor

Objektivt sett har generatoren to hovedfordeler - størrelsen og evnen til å fungere fullt ut, ikke bare i klart vær. Men langt fra alltid er disse egenskapene avgjørende, og i alle andre aspekter vinner solcellepaneler klart:

Det viktigste punktet, som vanligvis blir tatt hensyn til i utgangspunktet, er den opprinnelige kostnaden for utstyr, som egentlig er omtrent 2 ganger høyere for solcellepaneler. Men selv her, hvis du finner ut av det, må generatoren settes et minus - bare se på kostnadene ved å generere en kW / t

Vi tar den opprinnelige kostnaden for utstyret + kostnaden for vedlikehold + kostnaden for drivstoff og deler alt på mengden elektrisitet som genereres i løpet av den oppgitte levetiden. Som et resultat, for en generator og solcellepaneler med omtrent lik effekt, vil forholdet mellom kostnadene ved å generere en kilowatt være omtrent 1 / 2,5 til fordel for sistnevnte. Dette er selvfølgelig svært omtrentlige beregninger, men poenget er at solcellepaneler er investeringer nå, men konkrete besparelser i fremtiden.

Et eksempel på et koblingsskjema for et sett med en gassgenerator

Levetid på solcellepaneler

For å vurdere fordelene må du finne ut hvor lenge panelene varer og om de må endres etter at garantiperioden er over. Det er flere funksjoner å vurdere her:

1. Monokrystallinske og polykrystallinske alternativer er de mest holdbare.For 25 års bruk mister de ikke mer enn 10 % av kapasiteten. Men enda lenger er kraftfallet ubetydelig, i løpet av de neste 10-15 årene går omtrent like mye tapt. Det vil si at vi med sikkerhet kan si at levetiden til slike opsjoner er 35-40 år, og kanskje mer.
2. Tynnfilmsalternativer har mye lavere levetid - 10-20 år. Dessuten, i de første 2 årene, kan kapasitetstapet være 10-30%, de fleste produsenter gir en strømreserve for å kompensere for dette problemet. I fremtiden er ikke tapene så store.
3. For å øke levetiden må skader på deler av systemet unngås. Trim grenene på tettliggende trær, vask overflaten minst flere ganger per sesong. Kontroller påliteligheten til feste og kontakter slik at de ikke overopphetes.
4. Ta hensyn til kostnadene ved å erstatte andre elementer i systemet. Så, oppladbare batterier varer vanligvis fra 6 til 10 år (de mest pålitelige - 15 år), kraftelektronikk har en ressurs på omtrent 10-12 år. Kostnaden for å erstatte disse nodene er også ganske stor, og dette må tas i betraktning når du beregner tilbakebetalingen.

Solcellepaneler må vaskes med jevne mellomrom for å forhindre at de blir skadet av tregrener.

Når du velger solcellepaneler til hjemmet ditt, er det bedre å foretrekke pålitelige og velprøvde monokrystallinske og polykrystallinske alternativer. Høykvalitetsmoduler vil vare ca. 40 år, mens strømtapet i løpet av denne tiden vil være ca. 20%.

Les mer:

Lage en solar hagelykt

Hvordan lage høydepunktet av sporene i et landsted

Hvordan velge en motstand for en LED

Prinsippet for drift av solbatteriet

Enheten er designet for å konvertere solens stråler direkte til elektrisitet.Denne handlingen kalles den fotoelektriske effekten. Halvledere (silisiumskiver), som brukes til å lage grunnstoffer, har positivt og negativt ladede elektroner og består av to lag, n-laget (-) og p-laget (+). Overflødige elektroner under påvirkning av sollys blir slått ut av lagene og opptar tomme steder i et annet lag. Dette fører til at frie elektroner hele tiden beveger seg fra en plate til en annen, og genererer elektrisitet som er lagret i batteriet.

Hvordan et solcellebatteri fungerer avhenger i stor grad av designet. Solceller ble opprinnelig laget av silisium. De er fortsatt veldig populære, men siden prosessen med silisiumrensing er ganske arbeidskrevende og kostbar, utvikles modeller med alternative fotoceller fra kadmium-, kobber-, gallium- og indiumforbindelser, men de er mindre produktive.

Effektiviteten til solcellepaneler har økt med utviklingen av teknologi. I dag har dette tallet økt fra én prosent, som ble registrert på begynnelsen av århundret, til mer enn tjue prosent. Dette gjør at vi i dag kan bruke paneler ikke bare for innenlandske behov, men også for produksjon.

Spesifikasjoner

Solbatterienheten er ganske enkel, og består av flere komponenter:

Direkte solceller / solcellepanel;

En omformer som konverterer likestrøm til vekselstrøm;

Batterinivåkontroller.

Kjøp batterier for solcellepaneler bør være basert på de nødvendige funksjonene. De lagrer og distribuerer strøm. Lagring og forbruk skjer hele dagen, og om natten forbrukes kun den akkumulerte ladningen.Dermed er det en konstant og kontinuerlig tilførsel av energi.

Overdreven lading og utlading av batteriet vil forkorte levetiden. Ladekontrolleren for solenergi suspenderer automatisk akkumuleringen av energi i batteriet når det har nådd sine maksimale parametere, og slår av belastningen på enheten når den er kraftig utladet.

(Tesla Powerwall - et 7 kW solcellepanelbatteri - og hjemmelading for elektriske kjøretøy)

Nettomformeren for solcellepaneler er det viktigste designelementet. Den konverterer energien som mottas fra solens stråler til vekselstrøm med forskjellig kapasitet. Som en synkron omformer kombinerer den utgangsspenningen til elektrisk strøm i frekvens og fase med et stasjonært nettverk.

Fotoceller kan kobles både i serie og parallelt. Det siste alternativet øker kraft-, spennings- og strømparametrene og lar enheten fungere selv om ett element mister funksjonalitet. Kombinerte modeller er laget ved å bruke begge ordningene. Levetiden til platene er ca. 25 år.

Generelle egenskaper og tilgjengelighet for kjøp

Utstyret skader ikke miljøet og gir stabil kraft uten strømstøt. Og, viktigst av alt, den leverer gratis energi: som det ikke kommer strømregninger for.

Utseendet til solcellepaneler har endret seg lite etter oppfinnelsen, noe som ikke kan sies om den interne "stuffingen"

Solcellemodulen konverterer lys til elektrisk energi ved å generere likestrøm. Arealet av paneler kan nå flere meter. Når det er nødvendig å øke kraften til systemet, øk antall moduler.Effektiviteten deres avhenger av intensiteten av sollys og innfallsvinkelen til strålene: på plassering, årstid, klimatiske forhold og tid på dagen. For riktig å ta hensyn til alle disse nyansene, bør installasjonen utføres av fagfolk.

Typer moduler:

Monokrystallinsk.

Består av silikonceller som omdanner solenergi. Forskjellig i de kompakte størrelsene. Ytelsesmessig er dette inntil nylig det mest effektive (effektivitet opptil 22%) solcellebatteri for hjemmet. Et sett (prisen er en av de dyreste) vil koste fra 100 tusen rubler.

Polykrystallinsk.

De bruker polykrystallinsk silisium. De er ikke like effektive (opptil 18 % effektivitet) som monokrystallinske solceller. Men kostnadene deres er mye lavere, så de er tilgjengelige for befolkningen generelt.

Amorf.

De har tynnfilm silisiumbaserte solceller. De er dårligere enn mono- og polykrystaller når det gjelder energiproduksjon, men de er også billigere. Fordelen deres er muligheten til å fungere i diffust og til og med lite lys.

Heterostrukturelt.

Moderne og mest effektive solcellemoduler i dag, med en virkningsgrad på 22-25 % (gjennom hele levetiden!). De fungerer effektivt både i overskyet vær og ved høye temperaturer).

I Russland er den eneste produsenten av moduler for denne teknologien Hevel-selskapet, som er en av de fem verdensprodusentene som produserer heterostruktur solcellemoduler.

I 2016 patenterte selskapets FoU-senter sin egen teknologi for å lage heterostrukturelle moduler og utvikler den nå aktivt.

Hevel solcellepaneler

Systemet inkluderer også følgende komponenter:

• En omformer som konverterer likestrøm til vekselstrøm.
• Akkumulator batteri. Den akkumulerer ikke bare energi, men jevner også ut spenningsfall når lysnivået endres.
• Kontroller for batteriladespenning, lademodus, temperatur og andre parametere.

I butikkene kan du kjøpe både individuelle komponenter og hele systemer. I dette tilfellet bestemmes kraften til enhetene basert på spesifikke behov.

Hvilken kapasitet til å ta et solcellebatteri?

Det avhenger også av brukerens behov. For autonom strømforsyning av hele huset gir det ingen mening å ta mindre enn 1000 watt. Og hvis du trenger å drive varmesystemet i landet, trenger du teoretisk sett et sett med en kapasitet på opptil 10 kW. Det er imidlertid verdt å huske at et slikt solcellepanel vil koste mye penger. Bare en solcellemodul (selv de rimeligste uten kontroller, omformer og andre komponenter) med en kapasitet på 10 kW vil koste minst 300 000 rubler. Derfor kan slike batterier betraktes som en ekstra energikilde, men ikke den viktigste.

Hvis du trenger et solcellepanel for å drive kjøleskapet og TV-en, vil et 500W-panel være tilstrekkelig. For eksempel kan du ta to One-Sun 250P polykrystallinske solcellemoduler, som vil koste deg bare 16 500 rubler.

Hvis du aldri har brukt solcellepaneler, så anbefaler vi å kjøpe et lite sammenleggbart panel med lav effekt til telefonen eller nettbrettet.