ЯК ВИБРАТИ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ ДЛЯ ПРИВАТНОГО БУДИНКУ АБО ДАЧІ

Сонячні батареї для будинку - це пристрої, які здійснюють пряме перетворення енергії сонця на електричну енергію завдяки фотоефекту. Останніми роками спостерігається збільшення кількості сонячних електростанцій для приватних будинків. Розвиток фотоелектричної галузі зумовлений такими факторами:

• зростанням цін на традиційні джерела енергії;
• зниженням цін обладнання для альтернативних джерел енергії;
• розвитком фотоелектричних технологій;
• забезпеченням надійності та безперебійності електропостачання;
• необхідністю в автономних джерелах енергії;
• державними стимулами, у тому числі "зеленим" тарифом.

Зміст статті:

• • • Види СЕС для дому та дачі
    • Типи сонячних панелей: характеристики, переваги та недоліки
    • Коефіцієнт корисної дії: чого залежить?
    • Термін служби та старіння панелей
    • Яку домашню СЕС вибрати собі?

Види СЕС для дому та дачі

Залежно від мети застосування, сонячна електростанція для приватного будинку та дачі буває наступних видів:

1. Мережеві ЕС. Основним обладнанням таких систем є сонячні панелі для дому (вони батареї, модулі) і мережевий інвертор. Панелі генерують постійний електричний струм (DC), а інвертор, у свою чергу, перетворює цей струм змінний (АС) і подає його в централізовану електромережу. Як правило, мережеві станції встановлюють для отримання доходу від продажу електроенергії до енергосистеми за "зеленим" тарифом. За наявності побутового навантаження частина е/е спрямовується на живлення цього навантаження, а решта потужності надходить у зовнішню електромережу. Коли СЕС не генерує електрику, електропостачання будинку забезпечується із загальної мережі. Ці «реверсні» перетікання реєструються спеціальним двонаправленим лічильником, що забезпечує облік енергії, що продається державі.
2. Автономні ЕС. Використовуються для надійного та безперебійного електроживлення навантаження в ізольованих системах. Їх встановлюють при віддаленому розміщенні споживачів від централізованої мережі або у випадках, коли електромережа є, але вона ненадійна. До основних компонентів автономних систем, крім панелей та інвертора, належать також сонячний акумулятор та контролер заряду-розряду. Вдень прилади одержують енергію від модулів, а надлишки накопичуються в акумуляторній батареї. Вночі електропостачання походить від АБ, а за її розрядки — від загальної електромережі, у разі замкнутої системи — від дизель-генераторів. Тут слід зазначити, що хорошим рішенням для автономної СЕС, яка використовується нечасто, як резервне джерело (наприклад, раз на місяць на дачі) є свинцево-кислотні акумулятори.
3. Гібридні ЕС поєднують у собі можливості двох попередніх станцій. Вдень фотоелектричні модулі виробляють е/енергію, якою гібридний інвертор заряджає акумуляторні батареї, живить будинок, а надлишки виробництва передає в енергосистему за "зеленим" тарифом. Увечері електроживлення надходить від АБ чи мережі – залежить від встановленого режиму. При аваріях і перебоях роботи мережі забезпечує подачу електрики від АБ або від фотоелектричних модулів — залежить від часу доби. У гібридному (інтелектуальному) інверторі можна запрограмувати режими споживання, акумулювання та передачі енергії енергосистемі. Напрями електроенергії враховуються двонаправленим реверсивним лічильником. Гібридні станції стають дедалі конкурентоспроможнішими для абонентів, які стикаються з частими перебоями енергопостачання.

До додаткових важливих компонентів СЕС належать електричне проведення, монтажні конструкції, системи моніторингу, МРРТ контролери та інші.

Важливо пам'ятати, що для можливості користуватися пільгами, які держава надає власникам об'єктів альтернативної енергетики, комплект сонячних батарей для приватного будинку не повинен перевищувати потужність 30 кВт.

Типи сонячних панелей: характеристики, переваги та недоліки

Фотовольтаїчні панелі – основний компонент фотоелектричної системи (ФЕС). Вони складаються з фотоелектричних елементів, які електрично з'єднані у певній послідовності та поміщені в раму. Існують різні види панелей, які можна класифікувати за матеріалом та товщиною світлопоглинаючого шару.

Найбільшого поширення у світі набули сонячні батареї для приватного будинку на основі кристалічного кремнію — монокристалічні та полікристалічні. Однак у деяких випадках застосування пристроїв з аморфного кремнію (тонкоплівкових) є кращим варіантом. Вони відрізняються характеристиками, ефективністю, вартістю та мають такі особливості:

1. Монокристалічні — найефективніші пристрої з ККД до 22%. До інших переваг відносяться:

• високе співвідношення потужності до займаної корисної площі — за інших рівних умов їхнього розміщення потрібно менше місця, ніж менш ефективних кристалічних аналогів;
• низька швидкість фізичного зношування (деградації) - щорічне зниження потужності в процесі роботи якісних зразків становить близько 0,5%;
• довговічність - виробляють електрику 30 і більше років;
• низький температурний коефіцієнт – при нагріванні панелі відбувається незначна втрата потужності;
• швидка окупність;
• хороша стабільність характеристик

Вартість сонячних батарей для приватного будинку з монокристалічною технологією найвища. Проте інвестовані кошти щодо швидко окупаються.

2. Полікристалічні - середні за характеристиками пристрою з ККД до 18%, мають такі переваги:

• оптимальне співвідношення між вартістю та продуктивністю;
• середня швидкість деградації - річна втрата продуктивності у процесі служби становить до 1%;
• оптимальний температурний коефіцієнт – незначне зниження продуктивності при нагріванні;
• тривалий термін експлуатації – 25 і більше років

3. Аморфні (тонкоплівкові) панелі. Вони мають низький коефіцієнт корисної дії – від 7% до 12%. Це означає, що для генерації однакової потужності, тонкоплівкових пристроїв знадобиться вдвічі більше площі, ніж кристалічним. Т. до. ефективність перших удвічі менша, ніж других. Тонкоплівкова технологія більш проста і дещо дешевша за кристалічну. Значна деградація та зниження потужності під час експлуатації – ще один із недоліків цієї технології. Перевагами є:

• легкі - тонкоплівкові сонячні панелі на дах підходять для будинків, дач та інших будівель, конструкція яких не розрахована на важкі кристалічні побратими;
• тонкі – їх товщина становить лише кілька мм, можуть бути прозорими;
• гнучкі – можна застосовувати на рельєфній, нерівній поверхні;
• високий коефіцієнт поглинання світла - вони генерують при освітленні до 100 Вт/м2, тоді як моно і полікристалічні аналоги перестають працювати 150-200 Вт/м2;
• при нагріві мають незначні втрати потужності

Коефіцієнт корисної дії: чого залежить?

Коефіцієнт корисної дії (ККД) - один із головних параметрів, за яким оцінюють ефективність і судять про якість обладнання. ККД визначається як відношення потужності, що виробляється фотоелементом, до потужності падаючого сонячного випромінювання:

ƞ = Р max / P пад * 100%.

На ККД впливають:

• спектр випромінювання та інтенсивність сонячної радіації;
• пора року та погода;
• тип фотовольтаїчних панелей;
• температура повітря та нагрівання панелей;
• якість та технологічність обладнання;
• швидкість старіння та зниження продуктивності в процесі експлуатації;
• місце встановлення, нахил та якість монтажу

Довіряйте вибір та встановлення обладнання професіоналам у галузі фотоелектричних технологій, щоб забезпечити надійність та продуктивність сонячної системи для дому на довгі роки.

Термін служби та старіння панелей

Старіння чи деградація обладнання відбувається постійно. На цей процес впливає безліч як зовнішніх, так і внутрішніх факторів, що призводять з часом до поступового зменшення виробництва електроенергії модулями. Зниження продуктивності моно та полікристалічних пристроїв становить близько 10% протягом усього терміну роботи. Тоді як аморфні пристрої можуть втрачати до 40% продуктивності у перші кілька років.

Сонячні батареї у приватному будинку працюють багато десятиліть, якщо вони технологічні, виготовлені з якісних матеріалів, монтаж виконаний професійно та в ході експлуатації фізично не ушкоджувалися. Виробники гарантують термін служби батарей 25-30 років, а також дають 10 - 12 років гарантії на вироблення е/е та певний рівень вихідної потужності.

Дослідження показують, що втрата ефективності зазвичай становить 0,5-1% на рік. Причому пристрої, виготовлені після 2000 року, старіють набагато повільніше – якісні монокристалічні модулі можуть втрачати ККД зі швидкістю лише 0,4%. Однак, навіть за незначної втрати потужності, СЕС залишаються вигідними для власників ще довгі роки.

На швидкість деградації впливають:

• бренд-виробник - провідні компанії забезпечують щорічне зниження продуктивності лише на 0,3-0,4%;
• якість матеріалів, особливо EVA плівки;
• технологічність - деякі бренди впроваджують технології зниження старіння анти-LID/анти-PID;
• тип панелей: монокристалічні та полікристалічні найбільш довговічні - вони функціонують 25-30 і більше років, тонкоплівкові служать до 20 років;
• несприятливі умови довкілля – температура, ультрафіолет, сильний вітер, град;
• професійність монтажу та експлуатаційного обслуговування

Яку домашню СЕС вибрати собі?

Які сонячні батареї на дах вибрати для себе та скільки їх потрібно? З такими питаннями стикаються всі, хто бажає встановити електростанцію. Багато в чому це залежить від вашого наміру, потреби в енергії, наявності місця для встановлення, реальних умов та фінансових можливостей.

Для електропостачання домогосподарства необхідно розрахувати кількість споживаної е/е на рік. Можна підсумувати потужність всіх домашніх електроприладів та проаналізувати, як часто ви ними користуєтеся. А можна просто скористатися рахунками за спожиту електрику. Для отримання додаткового прибутку за "зеленим" тарифом, потрібно оцінити достатність корисної площі, фінансову та правову сторону питання. Щоб визначити, скільки потрібно сонячних батарей для опалення будинку, знати потужність опалювальних приладів і додати їх до сумарного побутового навантаження.

Наприклад, ваші потреби в енергії разом із опаленням склали 14 кВт (1400 Вт). Панелей типу Risen RSM110-8-545M, ККД=21,2%, 2384x1096x35 мм вам знадобиться:

14 000 Вт/545 Вт/1шт. ≈ 25,7 шт., при округленні виходить кількість 26 шт.

Для їх встановлення необхідна корисна площа покрівлі, фасаду, землі:

S = (2,613 м2/1 шт.) × 26 шт. = 67,9 м ².

Батарей із меншим ККД вам знадобиться більше і вони займуть велику площу – все залежить від конкретного типу пристрою.

Підсумовуючи все сказане вище, рекомендується:

• вибирати якісне, продуктивне та безпечне обладнання – провідні бренди пропонують саме такі фотоелектричні продукти;
• звертати увагу на гарантії – це добрий показник впевненості виробника у надійності своїх виробів;
• співпрацювати з професійними компаніями-установниками, які виконують весь цикл робіт - від розробки проекту до монтажу та техобслуговування ФЕС

Для вибору найбільш оптимального виду та характеристик обладнання звертайтесь до фахівців у сфері фотоелектричних технологій. Компанія Solar Garden має достатній досвід та власний штат висококваліфікованих інженерів, щоб обрати комплект СЕС, який принесе своєму власнику максимальну користь.