Солнечная панель (батарея) – это устройство, имеющее в своем составе множество фотоэлектрических преобразователей. Другое название – фотоэлементы, по физическим свойствам являющиеся полупроводниками. Лучи небесного светила попадают на поглощающий их материал, а они превращают энергию солнечного света в постоянный электрический ток. Далее активизируются электроны, которые приходят в движение, а получающийся заряд с определенной степенью напряжения выводится для накопления в аккумулятор.
Например, электростанция до 3 кВт-ч, работающая на этом принципе, способна обеспечить функционирование всей бытовых механизмов, обычно применяемых на даче или в загородном доме: систему освещения, насосы, холодильник, компьютерную технику, аккумуляторные агрегаты. Удобство таких устройств заключается в том, что они не требуют практически никакого обслуживания. Достаточно их установить один раз, и они будут исправно давать питание на протяжении десятилетий. Правда, потери мощности после 20 лет эксплуатации могут составить до 10%.
Устройство гелиосистемы довольно просто. В ее состав входят основные функциональные звенья:
| Батарея | Представляет собой плоскую прямоугольную панель, набранную из отдельных полупроводниковых пластин; |
| Контроллер | Прибор, поддерживающий нормальную работу по превращению гелиоэнергии в электрическую; |
| Инвертор | Преобразует постоянный ток в переменный. Для этого ему нужно до 30% энергии, получаемой солнечной батареей; |
| Аккумулятор | Выполняет накопительную функцию. Работает на отдачу в период недостаточной освещенности. |
Фотоэлектрические преобразователи в основном производятся из кремния. Они бывают трех типов:
| Монокристаллические | Состоят из очищенного кремния, панель имеет мелкоячеистое строение. Трудоемкий процесс изготовления повышает стоимость изделия, но монокристаллы более производительны и долговечны, чем остальные типы. Усредненный КПД – до 24%, срок службы – около 30 лет; |
| Поликристаллические | Несколько кристаллов из кремниевого расплава собираются в один фотоэлемент темно-синего цвета с неоднородной поверхностью.Из-за этого свет поглощается хуже, чем у первого типа, и падает КПД (около 20%). Период эксплуатации составляет 20-25 лет. Однако они дешевле, а окупаемость происходит уже после трех лет работы; |
| Тонкопленочные (аморфные) | Поглощающие полимеры наносятся тонким слоем путем напыления на гибкое основание. Это позволяет устанавливать панель на поверхность любой формы. Батарея имеет малый КПД и производительность в пределах 10%. Это примерно в два раза увеличивает количество батарей по сравнению с поликристаллическими. Срок службы не превышает 20 лет. |
Солнечная панель как источник питания обладает рядом преимуществ:
- Энергоэффективность составляет в среднем от 14% до 30%;
- Наибольшая полезность для обеспечения дачного дома приходится на летний период;
- В случае необходимости существует возможность увеличивать мощность путем добавления новых модулей;
- Оборудование не требует постоянного обслуживания и дополнительных финансовых затрат;
- Источник энергии такого типа абсолютно экологичен;
- Экономия средств может достигать до 60% (в южных регионах);
- Срок окупаемости в зависимости от типа батареи, количества потребителей и региона использования может достигать от 3 до 10 лет.
Батарея, работающая на солнечной энергии, имеет один существенный недостаток – эффективность ее работы полностью зависит от степени освещенности.
Выбор редакции
ONE-SUN OS-100M
Модуль предназначен для поглощения энергии солнца и преобразовании ее в электрический ток мощностью 100 Вт при напряжении 12 В (хотя имеет компактные размеры 680 на 760 мм). Во время повышенной пасмурности параметры могут быть снижены. Агрегат собран из монокристаллических токопреобразующих элементов, которые за 10 лет эксплуатации способны сохранять 95 процентов от номинального мощностного показателя.
Распределительный блок имеет только один диод, элементы схемы плохо защищены (нет заливки компаундом). При этом модуль обладает небольшим весом (5.15 кг), что облегчает монтаж.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 100 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 12 В |
| Размеры ДхШ | 680х760 мм |
| Длина кабеля подключения | 0,3 м |
| Вес | 5,15 кг |
Плюсы и минусы
Рейтинг топ-10 лучших солнечных панелей для крыши частного дома
1. Libhof SPF-4120 120W
Солнечная батарея монокристаллического типа, основным компонентом в которой являются кристаллы кремния монолитной структуры. Прибор показывает высокую производительность по току (120 Вт) и напряжению (18 В) даже в зимний пасмурный день. При этом сила тока составляет 6,67 А.
Небольшой вес (4,2 кг) компактные размеры (1500х550х5 мм) максимально облегчают установку конструкции в рабочее положение. Переносной вариант обеспечивает снабжение электричеством в зонах активного отдыха, вдали от стационарных сетей. Панель имеет в комплекте преобразователь и контроллер. Пользователи отмечают, что к устройству инструкция непонятная и типовая (под все модели), что вызывает сложности при установке.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 120 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 18 В |
| Размеры ДхШ | 1500х550 мм |
| Вес | 4,2 кг |
Плюсы и минусы
2. ELWAY S60
Предназначается для зарядки аккумуляторных солнечных батарей, питания вычислительной техники и других бытовых приборов. Область применения: загородный дом, места пребывания вне доступа к сетевому электричеству. Компактная панель (850х410 мм) преобразовывает солнечный свет в ток мощностью 60 Вт, напряжением 18 В, силой 5,56 А.
Устройство оснащено встроенным преобразователем, имеющим два порта USB и выход DC (один из которых обеспечивает формат быстрой зарядки QC3.0). Однако выход на максимальную скорость зависит от яркости солнца (трудно получить максимальную мощность даже при ярком солнце). Прибор оснащен LED-индикатором в виде светодиода красного цвета.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 60 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 18 В |
| Размеры ДхШ | 850х410 мм |
| Длина кабеля подключения | 1,5 м |
| Вес | 1,3 кг |
Плюсы и минусы
3. FSM 340P
Модуль предназначен для обеспечения электричеством отдельно стоящих домовладений и небольших зданий общественного пользования. Она снабжает местную электросеть током мощностью 340 Вт и напряжением 24 В. Поглощение света осуществляется солнечными элементами поликристаллической структуры.
Конструкция содержит дополнительный внутренний отражающий слой и поглощающие ячейки, которые смонтированы при помощи автоматической пайки. Все эти факторы повышают токоотдачу в максимально пасмурную погоду. Панели в процессе производства проходят удвоенный контроль качества, однако отгрузка товара производится только в оберточную пленку (без упаковки).
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 340 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 24 В |
| Размеры ДхШ | 1956х992 мм |
| Вес | 20,8 кг |
Плюсы и минусы
4. «ВОСТОК ФСМ 100 П»
Прибор не испытывает деформаций и стабильно работает в самых сложных погодных условиях. 36 фотоэлементов выдают на бытовые нужды ток мощностью 100 Вт, напряжением 12 В и силой 5,5 А. Панель легко монтируется для подключения в солнечные станции частных домов и других мест потребления. Работает в температурном диапазоне -40 °C до +85 °C при ветровой нагрузке 5400 Па.
Электрическая схема имеет два диода, клеммную коробку IP65 (разъемы могут быть низкого качества) и предохранитель на 15 А. Прочность конструкции обеспечивают жесткая рама из анодированного алюминия, закаленное и дополнительно просветленное стекло.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 100 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 12 В |
| Размеры ДхШ | 1020х670х30 мм |
| Длина кабеля подключения | 0,9 м |
| Вес | 8 кг |
Плюсы и минусы
5. Dokio FFSP-110W
Обеспечивает полную автономность от стационарных электросетей. Прибор через контроллер с зажимами типа «крокодил» может заряжать автомобильные аккумуляторы и автохолодильник, а компьютерную и другую технику – от порта USB и розетки 220 В (для этого имеется преобразователь 12/220В, но придется приобрести инвертор). Панель путем преобразования солнечного света вырабатывает ток мощностью 100 Вт, напряжением 12 В и силой 6,1 А.
Фотоэлементы изготовлены из монокристаллического кремния и обеспечивают стабильную работу при температуре от -45 до +80 градусов. Компактные размеры (500x700x12 мм) и небольшая масса (2,7 кг) позволяют легко монтировать солнечную батарею в любом месте. Длинный провод (3 м) с разъемами создает максимум удобств при подключении.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 100 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 12 В |
| Размеры ДхШ | 700х500х12 мм |
| Длина кабеля подключения | 3 м |
| Вес | 2,7 кг |
Плюсы и минусы
6. FSM 550М ТР
Представляет новое поколение батарей, работающих от солнца, и изготовлен по самой современной технологии Half cell PERC (разрезание солнцепоглощающих элементов на две половины при помощи лазера). Это позволило повысить эффективность преобразования света в ток (550 Вт, 24 В) на 21%. В условиях затененности такие ячейки меньше перегреваются и дольше служат. Большие габаритные размеры (2279х1134х35 мм) утяжелили конструкцию до 28,6 кг.
Панель может вырабатывать ток, даже если она наполовину закрыта густой тенью. Модуль включает в свой состав повышенное по сравнению с другими количество токопроводящих шин (11 шт.). Причем их максимально укоротили, что дает снижение мощностных потерь до 6% (от 5 до 15 Вт).
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 550 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 24 В |
| Размеры ДхШ | 2279х1134х35 мм |
| Вес | 28,6 кг |
Плюсы и минусы
7. DOMINATOR «Панцирь»
Оборудование рассчитано на работу в средней полосе РФ. Прибор обеспечивает питанием электроприборы мощностью до 3 кВт (различные гаджеты, компьютеры, система освещения, бытовые насосы). Суточная выработка тока составляет 3.5 кВт-ч с двумя режимами в 12 и 24 В. В зимний период она снижается до усредненного значения 870 Вт-ч, поэтому подключение отопления не целесообразно.
Установка допускает возможность модернизации с добавлением солнечных панелей и/или аккумуляторных батарей для увеличения времени работы, электротока и экономии. Электростанция подключается к генератору или внешней сети (в автоматическом режиме). В комплект поставки входят солнечные батареи, контроллер, аккумуляторы общей мощностью 210 А-ч и инвертор. Вес агрегата составляет 200 кг.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 3 кВт |
| Напряжение солнечной панели | 24 В |
| Вес | 200 кг |
Плюсы и минусы
8. DELTA Battery BST 340-72 P
Панели премиального класса предназначены для создания солнечных станций как автономного, так и сетевого типа, дающих суммарную мощность 340 Вт при напряжении 24 В (в сильно пасмурную погоду показатель может падать). Они пользуются повышенным спросом из-за оптимального соотношения стоимости и качества.
Батарейный модуль произведен из солнцепоглощающих элементов поликристаллической структуры. Они отличаются высокой чувствительностью к поглощению световых лучей (способны воспринимать даже максимально рассеянный солнечный свет).
Анодированный алюминий дает достаточную жесткость несущей раме. Увеличивает прочность конструкции пластины из закаленного стекла. Как показала практика использования в фермерских хозяйствах и частных домовладениях, срок службы панели длится более четверти века.
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 340 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 24 В |
| Размеры ДхШ | 1950х990 мм |
| Длина кабеля подключения | 1,1 м |
| Вес | 22,5 кг |
Плюсы и минусы
9. EcoFlow 110W Solar Panel
Панель данного типа при относительно компактных размерах (1580х514 мм) имеет высокий коэффициент конверсии (в среднем на 23% больше, чем аналогичные устройства). Она собрана из монокристаллических солнцепоглощающих ячеек, выдающих ток мощностью 110 Вт и напряжением около 22 В. В некоторых случаях возможно отклонение от заданных параметров зарядки.
Рама изготовлена из высокопрочного композитного материала. В комплектацию входит зарядная портативная станция. Прибор имеет возможность использования в мобильном варианте – для этого он укомплектован дорожным чехлом, который служит одновременно как подставка с регулируемым углом наклона. Панель может работать в диапазоне температур от -20 °C до +85 °C. Аппарат прошел сертификацию по стандарту IP68 (погружение в воду сроком на 72 часа и противоударность).
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 110 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 22 В |
| Размеры ДхШ | 1580х514 мм |
| Вес | 4 кг |
Плюсы и минусы
10. Libhof SPF-4200
Монокристаллическая панель собрана из элементов поглощения солнечного света, изготовленных из монолитных кремниевых кристаллов. Аппарат вырабатывает ток мощностью 200 Вт, напряжением 18 В, максимальной силой 11 А (можно подключить даже морозильник 12 В). При относительно средних размерах (2200х550 мм) он весит всего 7,8 кг, что существенно облегчает монтаж.
В комплект поставки входит контроллер, а также предусмотрен выход на прикуриватель. Солнечную батарею можно использовать в переносном варианте вдали от стационарных сетей (имеется удобная сумка, однако отсутствует надежная защита от дождя).
Основные характеристики
| Мощность солнечной панели | 200 Вт |
| Напряжение солнечной панели | 18 В |
| Размеры ДхШ | 2200х550 мм |
| Вес | 7,8 кг |
Плюсы и минусы
Как выбрать солнечные панели для частного дома
Правильный выбор зависит от нескольких важных параметров:
Мощность солнечной панели
Этот показатель определяется исходя из величины пиковой нагрузки. Она включает в себя сумму мощностей всего оборудования дома. Также важно учитывать суточное потребление энергии. Из всех данных в совокупности выбирается аккумулятор с необходимой емкостью:
- От 1000 Вт и выше – для автономного электроснабжения всего частного дома;
- От 500 Вт – для питания бытовой техники (например, холодильника и телевизора).
Одна солнечная панель может вырабатывать от 100 Вт до 560 Вт энергии. Можно приобрести и маломощные устройства до 50 Вт. Они подойдут для питания осветительных приборов с низким уровнем энергопотребления.
Тип системы
В зависимости от назначения панели могут быть:
- Автономными. Потребители не имеют выхода в стационарную электросеть. Днем электроснабжение получают от панелей. В генераторах накапливается «запас» энергии, который расходуется в темное время суток;
- Открытыми (безаккумуляторными). Экономичные панели обеспечивают подачу питания только в светлое время суток. Ночью электричество потребляется через инвертор, который выбирает источник энергии с учетом текущей нагрузки. Система экономически оправдана, так как ночью электроэнергия дешевле;
- Комбинированными. Во время пиковых нагрузок недостающая мощность поступает из сети. В комплект входят генераторы, инвертор, аккумулятор и контроллер;
- Реверсными. В основном используется в промышленности (для получения и продажи электричества). Солнечные батареи вырабатывают энергию и отправляют ее в сеть через реверсивный счетчик.
Место размещения
Для крышного расположения больше подходят стационарные панели. В этом случае необходимо предусмотреть место на чердаке для размещения остального оборудования батареи. Возможен монтаж панели на фасаде здания или на балконе, или в подвале. В некоторых случаях солнечный источник питания устанавливают во дворе в виде отдельно стоящей конструкции.
Отзыв эксперта о солнечных панелях для частного дома
Своим опытом использования солнечных панелей делятся Владимир Млынчик, основатель компании производителя накопителей электроэнергии VOLTS, и Алексей Попов, директор компании «СОЛАР ЦЕНТР»:
Владимир Млынчик:
«Солнечная электростанция может полностью заменить традиционную электросеть. По моему опыту примером служит ферма среди виноградников в одном из южных регионов России. Вести туда электрическую сеть было весьма затратно, и тогда хозяин решил обеспечить себя исключительно солнечной энергией. Для этого пришлось покрыть всю крышу его дома солнечными панелями и установить три накопителя. В итоге хозяйство успешно функционирует только на гелиоэлектричестве. Однако надежнее все-таки использовать солнечную станцию параллельно с сетью. При этом график накопления и выдачи электричества должен быть опытным путем выработан для каждого конкретного дома».
Алексей Попов:
«Для того чтобы выбрать качественные солнечные панели, необходимо обращаться к надежному и проверенному поставщику, который предложит современное оборудование и обеспечит сервис и гарантию в будущем. Если подходить прагматично к покупке солнечных модулей, то выбор однозначен.
Подбор солнечных панелей для частного дома – задача, которая решается у фирм индивидуально с каждым заказчиком. На это влияет множество факторов. Например, размер и конфигурация крыши дома, ведь от этого зависят габариты панелей, которые необходимо будет разместить».
Популярные вопросы и ответы
На популярные вопросы читателей о солнечных панелях отвечают Владимир Млынчик, основатель компании производителя накопителей электроэнергии VOLTS, и Алексей Попов, директор компании «СОЛАР ЦЕНТР».
Как сэкономить на покупке солнечных панелей для частного дома?
«Солнечная электростанция – это набор соединенных между собой устройств. Они образуют цельный комплекс и обеспечивают электроснабжение объекта. Все это можно купить по отдельности и собрать самостоятельно. Или приобрести готовое коробочное решение. Надежнее всего – второй вариант, дешевле – солнечные панели и присоединенный к ним инвертор».
Алексей Попов:
«Солнечные панели – это только часть солнечной электростанции. По своей сути – бытовой прибор, задача которого – сократить счета за электроэнергию и/или обеспечить бесперебойное электроснабжение. Поэтому будем рассматривать экономию при покупке солнечной электростанции. Правильно подобранное оборудование, оптимально отвечающее вашим потребностям, но не превышающее их, – ключ к экономии».
Какое количество энергии могут вырабатывать солнечные панели?
«Мощность каждой солнечной панели определяется по стандарту STC (Стандартные Технические Кондиции1). Количество энергии, вырабатываемой солнечным модулем, непостоянно и зависит от времени суток, погоды, температуры, времени года. Например, в год массив номиналом 1000 Вт выработает от 1200 до 1400 кВт в Краснодаре, если повезет с погодой».
Можно ли установить и подключить солнечные панели самостоятельно?
«Можно, но работать такая система будет сложно и малоэффективно. Тут вряд ли получится настроить одновременное накопление энергии и выдачу. Накопители электроэнергии отличает наличие системы управления, которая автоматизирует все процессы. Кроме того, монтаж электрооборудования должен осуществляться специалистами, имеющими допуск к работе по электробезопасности, иначе возникает риск для жизни и здоровья.
Конечно, любой может посмотреть видео и собрать солнечную станцию самостоятельно. Но, во-первых, он будет рисковать жизнью, во-вторых, возникнет вероятность ошибок и некачественной работы оборудования в будущем. Поэтому, какой бы вариант комплектации вы не избрали, монтаж и пусконаладку лучше доверить специалистам».
Алексей Попов:
«Можно, если у вас есть представление о том, как это сделать, и базовые знания в энергетике, то небольшая станция вам по силам. Однако, оплатив профессиональный монтаж, вы снимите с себя массу рисков и получите гарантию долгой и безотказной работы вашей солнечной системы. Взявшись за установку самостоятельно, вы обретете полезный личный опыт, но можете набить немало “шишек”».
Как рассчитать количество солнечных панелей и их мощность?
«Для этого нужно взять среднее потребление электричества за день. Допустим, это 15-20 кВт-часов. Тогда оптимальным количеством энергии должно быть около 7.5-10 кВт- ч, то есть половина необходимого на сутки. Тогда вы уже сможете функционировать на солнечной энергии ночью.
Мощность солнечных панелей зависит от интенсивности солнца, и если солнечный день длится десять часов, то, чтобы зарядить накопитель емкостью 12 кВт-ч, нужны 5-7 панелей мощностью 1,5 кВт.
В целом объем необходимой мощности нужно считать исходя из ваших целей. Если вы, например, хотите быть полностью независимым от государственных сетей, тогда надо посчитать полное будущее потребление дома и добавить некий запас в 5-10 кВт-ч».
Каков принцип работы электростанции с солнечными панелями?
«Солнечные панели преобразуют солнечный свет в постоянный ток. Мы же в своих сетях пользуемся переменным током. Для преобразования одного в другой нужен инвертор. Для хранения и резервирования энергии необходимы аккумуляторные батареи: отдельные или в виде накопителей электроэнергии».
Нужна ли солнечным панелям дополнительная защита?
«Вопреки стереотипам, солнечные панели отлично переносят дожди и снег. Время от времени их надо очищать, но в целом никакой специальной защиты современные панели не требуют – их производят стойкими к различным природным явлениям, включая морозы».
Источники
- https://sinovoltaics.com/learning-center/quality/standard-test-conditions-stc-definition-and-problems/
