Сонячна батарея – це пристроїв, що перетворює сонячну енергію в електричну, за допомогою фотоелементів. Конструкція досить проста, але, так само як і її найближчий аналог – колектор, найбільш ефективна влітку, при максимальній активності сонця і довжині сонячного дня.
Області використання
В силу принципу роботи найбільш широке застосування батареї отримали в тропіках і субтропіках. Геліоустановки використовуються самостійно, у складі теплових станцій гелиоэлектростанциий, і для постачання гарячої води у приватних оселях.
У деяких європейських країнах застосування сонячних модулів стало частиною місцевої політики. Наприклад, в Іспанії нові будівлі спочатку обладнуються геліоколекторами для постачання гарячою водою. А на дахах громадських будівель монтуються фотоелементи для забезпечення електричним струмом в денний час.
В умовах морозної і бессолнечной зими, геліобатарея самостійно впоратися з опаленням будинку не зможе, але взяти на себе частку в обігріві, тим самим заощадивши витрати на паливо і електрику – цілком.
Споживачів, судячи з відгуків, значною мірою приваблює і незалежність системи від електромережі, яка саме взимку часто підносить неприємні сюрпризи.
Класифікація сонячних батарей
Пристрій являє собою плоску панель з розміщеними на ній фотоелементами на основі кремнію, селенідів, телуридів і органічних сполук. Ефективність апарату багато в чому залежить від природи напівпровідника і форми речовини.
Найпопулярніші – на основі кремнію, завдяки великій поширеності елемента. Вони ж є і найбільш ефективними. В залежності від форми кремнію батареї поділяються на три типи.
- Монокристалічні – вирощений монокристал чистого кремнію розрізається на пластини в 250-300 мкм. На них встановлюється електродна сітка, і виходить осередок. Модуль являє собою сукупність таких осередків з ККД рівним 17-22% — це максимальне значення для гелиоаппаратов. Вартість її вище, ніж інших видів, так як технологія вирощування монокристала досить дорога.
- Полікристалічні – осередки отримують з затверділого розплаву кремнію. Ефективність їх нижче – 12-18%, так як структура поликристалла неоднорідна.
- Аморфні – кремневодород наноситься на гнучку підкладку. ККД найнижчий – 5-6%. Але така пластина відрізняється тонкістю – менш 1мкм, і більш високою ефективністю при похмурій погоді, ніж наведені вище види.
Поява плівкових пристроїв пов’язано з поширенням геліосистем та необхідності здешевлення виробництва. ККД у них нижче, але і вартість менше, і монтаж своїми руками не викликає труднощів.
- Телурид кадмію – прямозонный напівпровідник з кристалічною структурою. Це перше з’єднання, яке використовувалося при розробці фотоелектричних модулів.
- Селениды міді-індія – характеризується дуже високим ККД – до 15-19%,але тільки в тому випадку якщо в з’єднанні присутній саме індій, а не більш дешевий заступник – галій.
- Органічні напівпровідники — фталоціанін міді, полифенилен та інше. Невисокий ККД – до 5-6%, але полімерна батарея відрізняється тонкістю і гнучкістю, і також цілком доступна за ціною.
Система опалення будинку з сонячними батареями
Оскільки апарат виробляє електроенергію, то систему обігріву будинку також рекомендується встановити електричну, з допомогою конвекторів або підлогової системи. Потужність одного пристрою коливається від 30 до 500 Вт, для опалення будинку площею близько 100 кв. м. в середній смузі Росії знадобиться до 30 кв. м батарей.
- Панелі з фотоелементами розміщуються на даху з південної або південно-східного боку, де сонце перебуває більшу частину дня, при цьому кут нахилу даху повинен складати не менше 30 градусів. Тому передбачити установку геліосистем для опалення будинку рекомендується на етапі планування.
- Фотоелементи перетворюють світлову енергію в електричну, остання накопичується в акумуляторах. По мірі необхідності акумулятори підключаються до інверторному пристрою – для перетворення постійного струму в змінний, і струм подається до системи опалення.
- Додатково потрібно электрораспределительное обладнання: контролер для батарей, апарат відбору потужності, перетворювачі і так далі.
- Здійснити монтаж самої системи цілком можливо своїми руками, а от розрахунки і проектування вимагатимуть участі спеціаліста.
На відео представлена установка геліосистеми для опалення.
Сонячний модуль своїми руками
Виготовити гелиоустройство, нехай і всього на 50 Вт можна самостійно.
Для цього потрібно матеріал підкладки і покриття – відгуки майстрів вказують, що найкраще використовувати оргскло, 32 фотоелемента – рекомендується вибирати з припаяними проводами, так як операція припаивания займає багато часу, герметик – наприклад, епоксидний компаунд.