Солнечная батарея — современный автономный источник электроэнергии.
Солнечная батарея — это несколько объединённых в цепь фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов), то есть полупроводниковых устройств, которые преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток.
Во всём мире Солнечные батареи с каждым годом становятся всё популярнее, их производство растёт с каждым годом. Цена солнечной батареи обычно заключена в пределах от одного до трёх долларов США за каждый Ватт номинальной мощности. В России можно купить Солнечную батарею 24-ре В, 200-ти Вт по цене от 8100-та до 10000-ч рублей, то есть по ценам от 40-ка до 50-ти рублей/Вт.
Цена Солнечных батарей постепенно уменьшается, существует даже мнение, что уже через несколько лет цена одного кВт*ч автономной системы энергоснабжения сравняется с ценой одного кВт*ч от сетевого источника.
Солнечная батарея обычно работает совместно с таким дополнительным оборудованием:
- контролер заряда аккумуляторов,
- аккумуляторные батареи,
- инвертор.
Солнечная батарея вырабатывает постоянный ток, который обычно используется для заряда аккумуляторов. Накопленная в аккумуляторах энергия с помощью Инвертора преобразуется в переменный ток напряжением 220-ть Вольт и частотой 50-т Гц.
Принцип действия Солнечных батарей основан на использовании фотоэлектрического эффекта.
В 1839 году Александр Беккерель наблюдал явление фотоэффекта в электролите.
В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что селен является фотопроводящим. Затем эффект изучал в 1887 году Генрих Герц, его и принято считать открывателем фотоэффекта.
В 1888—1890 годах фотоэффект систематически изучал русский физик Александр Столетов. Им были сделаны несколько важных открытий в этой области, в том числе выведен первый закон внешнего фотоэффекта.
Законы фотоэффекта:
Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.
Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.
3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света
(или максимальная длина волны λ0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если
, то фотоэффект уже не происходит.
Первые Солнечные батареи на основе кремния были созданы в 1954-м году. До сих пор кремний остаётся самым распространённым элементом при производстве солнечных батарей.
Эффективность фотоэлементов и модулей
Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли составляет около 1366 ватт на квадратный метр. В то же время удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %.
Более-менее точно оценить мощность потока солнечного излучения можно с помощью Люксометра и несложного пересчёта:
Грубо говоря, освещённость в 100 люкс (а точнее 98,83 люкс) приблизительно соответствует мощности потока солнечного излучения 1 Вт/м². Это даёт возможность, используя Люксометр, примерно определять мощность потока солнечного излучения в конкретном месте в конкретное время.
Вот название, цена и характеристики подходящей, с моей точки зрения, Солнечной батареи:
Монокристаллический солнечный модуль ФСМ 250М - 12 260 руб.
Технические характеристики
Максимальная мощность: 250 Вт
Номинальное напряжение: 24 В
Напряжение холостого хода: 37,4 В
Напряжение при работе на нагрузку: 30,6 В
Ток при работе на нагрузку: 8,17 А
Размеры: 1640х992х45 мм
Вес : 19,5 кг
Корпус (рама): Алюминий
Гарантия: 10 лет
Доставка: 460 р. Москва, от 27 т.р. -бесплатно
Структура (элементы): Grade A, монокристалл
Количество диодов: 6
Температура эксплуатации: -40..+85 °С
Коннекторы: MC4
Длина кабелей: 1000 мм
Макс. напряжение системы: 1000 В
КПД гальванического элемента: 18,3%
Срок службы: более 25 лет (80% мощности)
Макс. допустимая нагрузка поверхности: 2400 Па
Вид соединительной коробки: (TUV)QC/0506-1
Соединители и тип кабеля: 2 PfG 1169 1×4 мм2
Класс защиты: IP 65
Такая Солнечная батарея имеет площадь 1,627 кв. м. При КПД, равном 0,183, для выхода на максимальную мощность, равную 250-ти ваттам, необходима мощность потока солнечного излучения, равная примерно 840-ка ваттам на кв. м., а освещённость, примерно равная 83017-ти Люксам.
Можно быть уверенным, что практически никогда в условиях средней полосы России эта Солнечная батарея не будет выдавать максимальную мощность в течение более-менее длительного времени, если не предпринимать специальных мер для повышения отдачи Солнечной батареи.
Но можно надеяться, что 6-ть таких солнечных батарей будут заряжать батарею аккумуляторов в среднем на 9-ть кВт*ч в сутки, чего должно хватать на нужды экопарка.
Подробности установки и подключения солнечных батарей смотрите на странице САЭС.
В 2017-м году меня больше устроит такая Солнечная батарея стоимостью 14900-т рубля ( invertory.ru/product/solar-module-300-watt ) :
Exmork ФСМ-300П 300 ватт 24В Поли
Арт.: 2030024
Мощность: 300 Вт
Напряжение: 24 В
Технология: Поли
Размер: 1956×992×45 мм.15034 руб. Стоимость указана на 18.02.2017
Exmork ФСМ-300П 300 ватт 24В Поли
Данные по солнечным клеткам
• Тип – Поли
• Производитель солнечных клеток: Sunny Energy Science and Technology (Китай)
• Эффективность фотоэлектрического преобразования (КПД) — до 17,3%
• Класс качества — А
• Количество клеток в модуле — 72 штукиМатериалы
• Рама — анодированный алюминий
• Стекло — специальное закалённое стекло для солнечных модулей
• Светопроницаемость стекла: 97%, выдерживает без повреждения металлический шарик 227 г., с высоты 1 метр
• Ветровая нагрузка: до 60 м/с (200 кг на квадратный метр)
• Фронтальный ламинат — Hi-sheet RC 02B (0.45 мм. толщина), Япония
• Подкладка — фольгированный материал, PTL3-38/75(0.17 мм. толщина), Krempel, Германия.Температурные режимы работы
• Оптимальная температура без потери мощности: до +47°C
• Рабочий диапазон: от -40°C до +85°C
• Степень герметизации: IP 65 (корпус, распределительная коробка)Энергетические показатели
• Паспортная мощность солнечной батареи (Wр): 300 Вт (положительный толеранс (0 ~ +3%)
• Номинальное напряжение солнечной батареи: 24 В
• Напряжение при пиковой мощности Vmp: 36 В
• Напряжение Voc: 43.15 В
• Напряжение максимальное в системе Vdc: 1000 В
• Ток Imp: 8.33 А
• Ток Isc: 9.14 АПрочие характеристики
• Коннекторы: MC4
• Длина кабеля: 900 мм.
• Сечение кабеля: 4 мм.
• Количество диодов: 4 шт.Массо-габаритные характеристики
• Размер одной панели: 1956×992×45 мм
• Вес без упаковки: 23 кгГарантия
• Гарантия на солнечные модули Exmork — 10 лет.
• Срок службы — не менее 30 лет
• Мощность в течение 30-ти лет: 2 года не менее 100% мощности, 10 лет — не менее 90% мощности, 25 лет — не менее 80% мощности.ООО «Эксморк» является официальным представителем завода Sunny Energy Science and Technology в России.
Контроль качества и поставки в Россию: Zonhan New Energy (Китай)
Производитель солнечных батарей Exmork: Sunny Energy Science and Technology (Китай)
Я собираюсь установить в свой седан Плимут СБ Exmork ФСМ-30П 30 ватт 12 В Поли ценой 1941-н рубль, размером 503 * 445 * 25 мм. и весом 3,5 кг. — http://invertory.ru/product/solnechnaja-panel-exmork-30-vatt-12v-/ Такая СБ будет полезна зимой для подзарядки аккумулятора и летом при выездах на природу (музыка и ночной свет сажают аккумулятор).
Думаю, что такую СБ можно подключить напрямую в гнездо прикуривателя, чтобы понемногу подзаряжать аккумулятор. Возможно, имеет смысл там же приобрести контроллер СБ
JUTA CMP12 10А 12/24V
Номинальное напряжение - 12V/24 Вольт
Максимальный ток на входе — 10 А
Мощность подключаемых солнечных батарей — 120 ватт (12 В), 240 ватт (24 В)Ценой 490 руб.
К этому контроллеру СБ можно будет подключать и более мощные СБ, а не жалкие 30-ть Вт.
Приглашаю всех высказываться в Комментариях. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!
И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Продолжение тут…
