Солнечный батарей: Solar Cell Panel at Rs 3000/unit | Nagavara | Bengaluru

Содержание

Солнечные батареи для яхты | ЭлектроФорс

Стоимость электрической энергии на катере или яхте очень высока. Особенно, если во время стоянки владелец заряжает аккумуляторы двигателем, на котором не установлен ни внешний регулятор напряжения ни DC-DС зарядное устройство. В этом случае любое оборудование, вырабатывающее электричество дешевле, чем ДВС становится экономически выгодным и быстро окупается.

Содержание статьи

Типы солнечных панелей

Солнечные батареи преобразуют в электричество бесплатный свет солнца, а с учетом того, что цена полупроводников, из которых они сделаны, с каждым годом снижается на яхте или катере панели окупаются в течении нескольких месяцев — года. Их экономически выгодно устанавливать на лодку как можно больше. Однако результат разочарует, если не правильно подобрать мощность батарей или смонтировать их не в тех местах.На катерах и яхтах используется три типа солнечных панелей:

В монокристаллических панелях каждая ячейка вырезана из одного кристалла кремния. Хотя некоторые полугибкие модели также используют монокристаллические ячейки, как правило панели этого типа жесткие и не переносят изгибов. Коэффициент преобразования света в электрическую энергию у них достигает 22%, но чаще всего составляет 16 — 18%.

У большинства монокристаллических панелей сплошная жесткая задняя стенка. Недавно появились двухсторонние модели, позволяющие собирать свет обоими сторонами. Это удобно, когда под панелью расположена отражающая поверхность, например, белая верхняя часть кабины.

 
Эффективность ячеек, %22,2-22,4
Мощность в рабочей точке (Pmpp), Wp310
Напряжение холостого хода (Uoc), B23,1
Напряжение в рабочей точке (Umpp), B18,8
Ток в рабочей точке (Impp), А16,46
Ток короткого замыкания, (Isc), A17.54
ТипМонокристаллические.
Гибкие. Материал поверхности ETFE или PET

 

В поликристаллических солнечных батареях каждая ячейка состоит из нескольких небольших кристаллов. Такие панели менее эффективны, чем монокристаллические, особенно при низких уровнях освещенности, но зато легче и дешевле.

Во время производства аморфных пластин, испаренный кремний осаждается на подложке. Аморфные панели самые дешевые и очень гибкие, однако их эффективность наименьшая.

Каждая кремниевая ячейка, независимо от размера, при попадании на нее прямого солнечного света создает напряжение около 0,6 вольт. Напряжение всей батареи можно приблизительно определить умножив 0,6 на количество ячеек. Например, напряжение солнечной панели, состоящей из 30 ячеек —  18,0 вольт.

Выходной ток ячейки зависит от ее типа, качества и площади занимаемой поверхности. Поэтому чтобы получить одинаковую выходную мощность с помощью аморфных и монокристаллических панелей, аморфными придется занять в два раза большую площадь. Кроме того, мощность аморфных батарей примерно на 10% меньше номинальной в течение одного – двух лет после производства. В дальнейшем она стабилизируется.

Характеристики солнечных батарей

В спецификации на солнечную батарею производитель указывает следующие характеристики:

  • Voc — напряжение разомкнутой цепи. Это напряжение отсоединенной от аккумулятора солнечной батареи
  • Isc — ток короткого замыкания. Максимальный ток, который выдает панель, если замкнуть между собой ее клеммы. Выходное напряжение батареи в этом случае равно нулю
  • Imp — максимальный ток нагрузки
  • Vmp — напряжение при максимальной мощности
  • Pmax — максимальная мощность солнечной батареи. Это произведение двух предыдущих параметров. Иногда приводят только максимальную мощность и соответствующее напряжение на нагрузке. В этом случае ток нагрузки можно найти, разделив мощность на напряжение.

Ни одна из приведенных характеристик не описывает реальную производительность солнечной батареи – выходной ток при напряжении зарядки аккумулятора

Напряжение панели при максимальной мощности зависит от количества ячеек и их температуры. Оно всегда выше, чем рекомендуемое напряжение зарядки, но при подключении к аккумулятору снижается. Из-за этого даже при стандартных условиях тестирования выходная мощность при напряжении зарядки аккумулятора всегда меньше номинальной на 20-25%.

Солнечные батареи испытывают в стандартных условиях. С точки зрения владельца катера или яхты наиболее важные из них — это предположение о том, что лучи солнца падают на батарею под углом 90 градусов, а ее температура составляет 25 ° C. Результаты испытаний изображают в виде вольтамперной характеристики. Иногда производители приводят данные для нескольких разных температур. Максимальная мощность солнечной батареи соответствует изгибу вольтамперной характеристики при 25 ° C.

Два способа подключения солнечных панелей к электрической системе катера или яхты. Слева — распределительная коробка обеспечивает безопасное и надежное электрическое соединение и гарантированно выдерживает атмосферные воздействия. Устанавливается с тыльной стороны панели. Если предполагается поверхностный монтаж, распределительную коробку можно установлена на передней стороне панели. Справа — два кабеля с силиконовой изоляцией и пластиковый кабельный ввод, расположены сзади панели. Электрическая полярность четко указана цветом изоляции. Альтернатива распределительной коробке.

Напряжение панели при максимальной мощности зависит от количества ячеек и их температуры. Оно всегда выше, чем рекомендуемое напряжение зарядки, но при подключении к аккумулятору снижается. Из-за этого даже при стандартных условиях тестирования выходная мощность при напряжении зарядки аккумулятора всегда меньше номинальной на 20-25%.

Точно узнать насколько падает мощность, можно если измерить ток, отдаваемый солнечной батареей во время зарядки аккумулятора. Например, 50-ваттная панель с номинальным напряжением 17 вольт обеспечивает ток 2,94 ампера (Вт / вольт = ампер). По вольтамперной характеристике при температуре 25-градусов находим, что при напряжении 13,0 вольт выходной ток солнечной батареи составляет 3,0 А (Напряжение 13 вольт подходит для зарядки разряженного аккумулятора и аккумулятора с подключенной нагрузкой). Хотя выходной ток изменился незначительно по сравнению со значением при номинальном напряжении, выходная мощность снизилась до 13,0 вольт × 3,0 ампер = 39 Вт. Это на 22% меньше номинальной мощности.

Существуют и другие потери, которые необходимо учесть перед установкой солнечных батарей на яхту или катер. На суше панели монтируют на опорах, расположенных под углом к горизонту. В этом случае на поверхность попадает максимальное количество лучей солнца. Но если таким образом установить панели на катере или яхте, после каждого поворота они будут терять солнце. Чтобы избежать этого панели на лодках почти всегда устанавливают в фиксированном месте горизонтально. Однако даже в тропиках солнечный полдень (время, когда солнце находится прямо над головой) продолжается всего несколько часов в день. В остальное время лучи солнца падают на панель при меньших углах и количество передаваемой ими энергии заметно уменьшается.

Мощность солнечных панелей

Связь между температурой и мощностью для трех солнечных панелей. Кривые представляют максимальную выходную мощность при ярком солнечном свете, а не реалистичный выход в нормальных условиях эксплуатации. При температуре поверхности 50 ° C выход панели с 36 ячейками уменьшается на 15 вольт, а на 30-элементной панели на 11 вольт. Это слишком мало для эффективной зарядки аккумулятора в жарком климате.

Реальная мощность панели снижается еще больше, если облако заслоняет солнце или на поверхность батареи падает тень от такелажа, парусов или мачты. Даже частичное затенение одной ячейки в цепи соединенных последовательно значительно уменьшает выходной ток.

Резкие тени влияют на выходную мощность сильнее, чем тени с нечеткими краями. Если на ячейках не установлены шунтирующие диоды, то резкая тень на одной ячейке уменьшит выходной ток всей панели пропорционально затененной площади (например, 50% затенения только одной ячейки снизят выход всей панели на 50%). Ячейка, оказавшаяся в тени, потребляет ток от соседних и перегревается.

Шунтирующие диоды уменьшают проблемы от затенения. Они изолируют попавшую в тень ячейку и останавливают развитие «горячих точек». Однако каждая изъятая из общей цепи ячейка уменьшает напряжение всей панели. Поскольку из-за нагрева выходное напряжение панели снижается, то может возникнуть ситуация, когда оно окажется ниже уровня пригодного для зарядки аккумулятора. В этом случае выгода от шунтирующих диодов исчезает.

Резких теней, падающих на поверхность солнечной батареи на яхте или катере необходимо избегать

Даже в солнечном климате, энергия, реально генерируемая панелью в течении дня, редко превышает уровень 4-5 часов работы при максимальной мощности. Часто это значение еще меньше. Расчеты лучше основывать на предположение, что дневная выработка электричества соответствует 3-4 часам работы батареи на номинальной мощности.

Такой способ сопоставления реальной энергии, вырабатываемой солнечной батареей с максимальной называется пиковыми солнечными часами —  Peak Solar Hours (PSH). Существуют веб-сайты, которые рассчитывают PSH для разных частей света и для разных периодов года. Однако почти все они предполагают, что солнечные панели установлены под углом к горизонту и на них не падает тень. В этом случае PSH получается значительно завышенным. Поскольку реалистичная оценка PSH – 3, то число, получаемое от онлайн-калькулятора, необходимо уменьшить минимум на 30%.

6-ваттная солнечная панель, работающая 3 часа в день, в 12-вольтовой электрической системе произведет 18 Втч = 1,5 ампер-часа электрической энергии в день. 30-ваттная — 90 ватт-час или 7,5 ампер-часов в день (количество ампер-часов в день при напряжении 12,0 вольт = номинальная мощность / 4). Если ежедневное потребление электрической энергии известно, например, 60 ампер-часов при напряжении 12 вольт, то мощность солнечной панели определяют умножив ампер-часы на 4 (60 Ач × 4 = 240 Вт)

Напряжение солнечной батареи

Выходное напряжение и сила тока солнечной батареи относительно «солнечного полдня». Напряжение падает при повышении температуры в солнечный полдень и в начале дня. Солнечная батарея работает на номинальной мощности в течении небольшого промежутка времени. Выходную мощность панели можно увеличить, если регулировать ее положение в течении дня

Чтобы заряжать аккумулятор, напряжение солнечной батареи, как и любого другого зарядного устройства, должно быть выше напряжения аккумулятора. Причем разность должна существовать даже в том случае, когда напряжение аккумулятора вырастает до 14,0 вольт.

12-вольтовая солнечная панель, состоящая из 30 —  44 ячеек, при разомкнутой цепи обеспечивает номинальное напряжение от 18,0 до 26,0 вольт. На первый взгляд этого достаточно для зарядки аккумулятора. На самом деле это не всегда так.

В «солнечный полдень» черный кремний в солнечной батарее нагревается. Если температура панели превысит 25 ° C, то ее выходное напряжение уменьшится по сравнению с номинальным — 1,0 вольт на каждые 12 ° — 15 ° C роста температуры. При температуре поверхности 50 ° C выходное напряжение панели с 30 ячейками упадет до 13,3 вольт. У панели с 33 ячейками до 14,8 вольт, а у панели с 36 ячейками — до 16,3 вольт.

Гибкие солнечные панели установлены на крыше катера. Модули изготовлены под заказ, поэтому точно вписались в место, выбранное заказчиком

Скорость заряда аккумуляторов, подключенных к солнечной батарее с 30 ячейками будет постоянно снижаться, поскольку напряжение на аккумуляторах будет расти, и такая панель не зарядит полностью аккумулятор.

Солнечные батареи, уложенные горизонтально, нагреваются сильнее — между их задней стороной и основанием на котором они установлены нет воздушного зазора. Чтобы компенсировать повышенное падение напряжения, в них увеличивают количество ячеек. В некоторых моделях до 42 штук.

Во время установки в цепь панели иногда добавляют блокирующий диод в дополнение к шунтирующим диодам, описанным ранее. На блокирующем диоде дополнительно падает около 0,6 вольт. Из-за этого 30-элементная панель с блокирующим диодом, особенно в жарком климате, плохо заряжает аккумуляторы. Эффективность панели с 33 ячейками также снижается по мере роста напряжения аккумуляторной батареи.

В южном климате для зарядки аккумуляторов в панели должно быть, как минимум 30 ячеек. 33-элементная солнечная батарея будет давать достаточное напряжение для зарядки, но запас на потери (падение напряжения на диодах, в кабелях, соединениях и плохой солнечный свет) у нее будет небольшой. Панель с 36 ячейками справится с зарядкой аккумуляторов практически в любой ситуации. В умеренном климате панель с 33 ячейками выдает подходящее для зарядки аккумуляторов напряжение всегда, кроме самых жарких дней.

Для эффективной зарядки аккумулятора в жарком климате минимальное напряжение панели  (при стандартных условиях испытания), после вычитания падения напряжения на диодах должно составлять 16,0 — 17,0 В. В умеренном климате — 15,0 до 16,0 вольт.

Регуляторы напряжения солнечных батарей

По мере заряда аккумулятора саморегулируемая солнечная панель, состоящая из 30 ячеек уменьшает выходной ток. Если учесть нагрев панели в жарком климате, падение напряжения в блокирующем диоде и на других участках цепи, саморегулирующаяся солнечная панель будет плохо заряжать аккумуляторы независимо от ее номинальной мощности. Для эффективной зарядки требуется больше ячеек.

Pricing table with an Table ID of «classic-blue_11» is not defined.

Но панель, которая поддерживает напряжение, подходящее для зарядки аккумуляторов, медленно перезарядит их, в то время, пока катер или яхта не используются. Критическая точка возникает, если номинальная мощность панели при напряжении 14,0 вольт превышает 0,5% от емкости аккумуляторной батареи (например, панель с выходным током 1 А, подключена к аккумулятору емкостью 200 Ач).

Если мощность панели выше, необходимо установить регулятор напряжения или отключать панель, когда лодка остается на стоянке. Из-за чрезвычайной чувствительности литий-ионных аккумуляторов к перезарядке любая солнечная панель, используемая с любой литий-ионной батареей, всегда должна иметь регулятор напряжения.

Дешевый регулятор состоит из простой цепи, измеряющей напряжение, и реле. Когда напряжение достигает заданного значения, реле срабатывает и отключает солнечную батарею от аккумуляторов. Другие регуляторы переключают выход солнечных панелей на резистор (шунтирующий регулятор) или на нагрузку, например, водонагреватель (регулятор переадресации).

Более сложные регуляторы напряжения солнечных батарей имеют многоступенчатые программы зарядки аккумуляторов и отслеживают максимальную мощность(MPPT). Некоторые модели отключают аккумулятор, как только в цепи появляется отрицательный ток и заменяют таким образом блокирующий диод. Для выравнивания жидко-кислотных или AGM аккумуляторов предусматривается режим кондиционирования. Один из способов его активации — отключение регулятора и зарядка аккумуляторной батареи при полном напряжении солнечной панели.

Солнечные контроллеры MPPT

Регулятор с отслеживанием точки максимальной мощности – это расширенная версия шунтирующего регулятора с широтно-импульсной модуляцией. MPPT контроллер – это DC-DС конвертер. Он состоит из инвертора, преобразующего постоянное напряжение солнечной панели в высокочастотное переменное. Трансформатора, изменяющего это напряжение и выпрямителя, преобразующего переменное напряжение трансформатора обратно в постоянное.

Зачем нужно такое сложное устройство? Выходное напряжение солнечной панели определяется типом заряжаемого аккумулятора. Однако солнечная батарея работает с максимальной мощностью, когда ее напряжение существенно выше, чем допустимое напряжение зарядки аккумуляторов. Снижение оптимального выходного напряжения до безопасного для аккумулятора уровня уменьшает реальную мощность солнечной батареи на 25% по сравнению с номинальной. Контроллер MPPT делает выходное напряжение солнечной панели независимым от напряжения аккумулятора.

В сложных MPPT регуляторах микроконтроллер контролирует напряжение аккумулятора, уровень его заряда и выходной ток солнечной панели. На основании этих данных регулятор устанавливает выходное напряжение панели, так, чтобы ее мощность была максимальной при этом конкретном наборе условий. Для достижения желаемого результата используется цепь управления в преобразователе постоянного тока.

Установка солнечных батарей

Существует четыре типа морских солнечных батарей, изготавливаемых специально для катеров и яхт:

Полугибкие солнечные панели проще установить, они не требуют сложных приспособлений для монтажа и гораздо легче жестких. Если панели изготавливаются под заказ, то их можно сделать практически любого размера и разместить там, где это удобнее всего

У жестких монокристаллических и поликристаллических панелей самая низкая стоимость 1 ватта вырабатываемой мощности, и максимальная мощность для данной площади. Однако установка этих панелей обходится дороже всего, так как приходится использовать жесткое крепление, защищающее панели от повреждения. Жесткие панели работают с максимальной мощностью когда они установлены на кронштейнах за кормой. Однако в этом случае солнечные батареи становятся уязвимыми для волн и могут быть повреждены при швартовке. Еще одно хорошее место -верхняя часть рулевой рубки.

Полугибкие поликристаллические панели устанавливают на верхнюю часть кабины и другие изогнутые поверхностях. Аморфные силиконовые панели располагают на любой поверхности, а при необходимости сворачивают и убирают для хранения. Во всех случаях потери на нагрев будут меньше, если под солнечной панелью организован воздушный зазор.

Подключение солнечных батарей к аккумулятору

Учитывая, что солнечные батареи сильно чувствительны даже к небольшим падениям напряжения, при монтаже необходимо использовать кабель и терминалы морского качества. Контакты на панели уязвимы для коррозии и их необходимо полностью герметизировать. Над палубой не должно быть никаких дополнительных соединений – один кусок кабеля прокладывают до уплотнения в палубе. Если без соединений не обойтись их выполняют внутри лодки.

Схема подключения нескольких аккумуляторов для зарядки от солнечных батарей. Используется бистабильное реле Sterling Power. Обычное реле потребляет в замкнутом состоянии ток до 0,5 А и может свести на нет работу солнечных панелей. Бистабильное реле потребляет ток только во время включения — 0,5 мА.

Токонесущую способность кабеля получают умножив ток короткого замыкания панелей на 1,25. Затем по таблице подбирают сечение кабеля с учетом 3% падения напряжения.

Если панель подключают непосредственно к аккумулятору для поддерживающей зарядки, то как можно ближе к аккумулятору устанавливают предохранитель. Без него любая неисправность в проводке приведет к короткому замыканию аккумулятора и, возможно, пожару.

Если часть панели может попасть в тень, то вместо одной большой лучше использовать комплект из нескольких солнечных батарей меньшего размера, рассчитанных на тоже напряжение, но соединенных параллельно. В этом случае попавшая в тень панель уменьшит выход, но не повлияет на остальные в цепи. Затенение части большой панели снизит выходную мощность всей батареи.

Если на катере или яхте организована 24-вольтовая электрическая система, то соединять две 12-вольтовые солнечные батареи последовательно неправильно. Затенение любой области на любой панели повлияет на обе. Лучше соединить их параллельно, получить на выходе 12 вольт и использовать DC-DC конвертер для повышения напряжения до 24 вольт.  В этом случае одна панель может полностью оказаться в тени, но это не окажет влияния на вторую.

Несколько аккумуляторов

Некоторые системы раздельной зарядки используют диодные изоляторы которые уменьшают напряжение на 0,6 вольт. Если солнечная батарея используется для зарядки нескольких аккумуляторов в системе с раздельной зарядкой, ее необходимо установить до разделительных диодов. Падение напряжения на диодах в этом случае необходимо учитывать при расчете выходной мощности панели.

Для обслуживания нескольких аккумуляторных групп на яхтах устанавливают зарядные устройства с двумя или тремя выходами. Некоторые модели солнечных регуляторов напряжения также имеют несколько выходов, позволяя заряжать две аккумуляторных батареи без дополнительных диодов или реле. Но такие устройства мало распространены и стоят дороже. Устройство развязки установленное между аккумуляторами, позволяет заряжать несколько аккумуляторных батарей одновременно без падения напряжения. Лучше использовать бистабильное реле, которое в замкнутом состоянии не потребляет ток и не снижает зарядную способность солнечных батарей.

 

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ — чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

— увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

— использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных — наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей

https://ria.ru/20200901/material-1576579898.html

В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей

В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей — РИА Новости, 01.09.2020

В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей

Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения. .. РИА Новости, 01.09.2020

2020-09-01T14:33

2020-09-01T14:33

2020-09-01T14:33

санкт-петербургский электротехнический университет

открытия — риа наука

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576100550_0:144:3384:2048_1920x0_80_0_0_418387d5c6a983fa67347be5758f4537.jpg

МОСКВА, 1 сен — РИА Новости. Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света), разработанная в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», позволит повысить эффективность солнечных батарей до рекордных значений, рассказали РИА Новости в пресс-службе вуза.Солнечная энергетика как одна из разновидностей альтернативных источников энергии является перспективным и востребованным направлением науки. Существующие высокоэффективные многопереходные солнечные элементы по уровню КПД уже приблизились к своему теоретическому пределу, поэтому сегодня все усилия мирового научного сообщества направлены на создание и внедрение более эффективных и экономически выгодных подходов к их изготовлению.»Инновационная технология создания материала для фотовольтаики позволит повысить эффективность солнечных элементов до рекордных значений. Разработку предложил профессор кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (вуз – участник Проекта 5-100), доктор технических наук Александр Гудовских. Технология основана на использовании кремниевых подложек, формируемых с помощью совмещения технологии атомно-слоевого осаждения на начальном этапе роста, и метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гибридной эпитаксии)», — говорится в сообщении.Уточняется, что принципиальное отличие от предыдущих разработок состоит в том, что рост «нуклеационного слоя осуществляется методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при сравнительно низких температурах с последующим эпитаксиальным ростом верхнего перехода на основе A3B5 квантоворазмерных структур методом МОС-гидридной эпитаксии». Автор проекта профессор Гудовских рассказал, что «существующие способы создания фотоэлементов предполагают высокотемпературный (900-1000 °C) отжиг кремниевой подложки на начальной стадии роста для удаления оксида и реконструкции поверхности, что в дальнейшем приводит к деградации времени жизни в подложке». «Новая технология предполагает уменьшение температуры эпитаксиального роста GaP на Si подложках до 600-750 °C, а также формирование структур GaP/Si с нуклеационным слоем GaP методом атомно-слоевого плазмохимического осаждения при температуре 380 °C», — сообщают разработчики.Результаты научного исследования опубликованы в журнале Physica Status Solidi (a) – applications and materials science.

https://ria.ru/20200204/1564243961.html

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576100550_314:0:3045:2048_1920x0_80_0_0_ae6a23c16296cd3205bb7370512b82fb.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

санкт-петербургский электротехнический университет, открытия — риа наука, россия

МОСКВА, 1 сен — РИА Новости. Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света), разработанная в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», позволит повысить эффективность солнечных батарей до рекордных значений, рассказали РИА Новости в пресс-службе вуза.

Солнечная энергетика как одна из разновидностей альтернативных источников энергии является перспективным и востребованным направлением науки. Существующие высокоэффективные многопереходные солнечные элементы по уровню КПД уже приблизились к своему теоретическому пределу, поэтому сегодня все усилия мирового научного сообщества направлены на создание и внедрение более эффективных и экономически выгодных подходов к их изготовлению.

4 февраля 2020, 15:15НаукаПетербургские ученые создали высокоэффективные солнечные батареи

«Инновационная технология создания материала для фотовольтаики позволит повысить эффективность солнечных элементов до рекордных значений. Разработку предложил профессор кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (вуз – участник Проекта 5-100), доктор технических наук Александр Гудовских. Технология основана на использовании кремниевых подложек, формируемых с помощью совмещения технологии атомно-слоевого осаждения на начальном этапе роста, и метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гибридной эпитаксии)», — говорится в сообщении.

Уточняется, что принципиальное отличие от предыдущих разработок состоит в том, что рост «нуклеационного слоя осуществляется методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при сравнительно низких температурах с последующим эпитаксиальным ростом верхнего перехода на основе A3B5 квантоворазмерных структур методом МОС-гидридной эпитаксии».

«Одним из направлений фотовольтаики является формирование решеточно-рассогласованных A3B5 солнечных элементов на кремниевых подложках. Однако такой подход имеет существенный недостаток – значительная плотность дислокаций в приборах за счет несоответствия постоянных решетки приводит к низкому качеству слоев соединений A3B5 и их сильной деградации, что ограничивает их использование для фотоэлектрического преобразования солнечной энергии», — поясняют разработчики.

Автор проекта профессор Гудовских рассказал, что «существующие способы создания фотоэлементов предполагают высокотемпературный (900-1000 °C) отжиг кремниевой подложки на начальной стадии роста для удаления оксида и реконструкции поверхности, что в дальнейшем приводит к деградации времени жизни в подложке». «Новая технология предполагает уменьшение температуры эпитаксиального роста GaP на Si подложках до 600-750 °C, а также формирование структур GaP/Si с нуклеационным слоем GaP методом атомно-слоевого плазмохимического осаждения при температуре 380 °C», — сообщают разработчики.

Результаты научного исследования опубликованы в журнале Physica Status Solidi (a) – applications and materials science.

Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца

Зарядка солнечной батареи без солнца в пасмурный день================================================================================

Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.

Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?

Зарядка солнечной батареи в пасмурный день

Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.

Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.

Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.

Зарядка солнечных батарей от других источников света

Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.

Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.

Таким образом, для зарядки солнечных батарей можно использовать абсолютно любой источник света. Другое дело — хватит ли мощности источника для обеспечения ваших потребностей. В любом случае перед покупкой систем солнечных батарей настоятельно рекомендуется получить исчерпывающую консультацию у специалистов. А при проектировании системы — предусмотреть достаточный запас площади солнечных панелей для генерирования электроэнергии в сложных погодных условиях.

Ученые запатентовали новую модель пленки для солнечных батарей

Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали и запатентовали новый вид голографической пленки для защиты солнечных батарей от перегрева в условиях жаркого климата. Патент на полезную модель был получен в прошлом году после серии научных публикаций и экспериментов.

Солнечная энергетика – шаг в будущее

Использование солнечной энергии является экологически чистой альтернативой традиционному ископаемому топливу, поэтому в последнее время значительно выросла потребность в устройствах, которые могут преобразовывать солнечную энергию в электричество. Примером таких устройств служат фотоэлектрические элементы. Уже разработаны различные типы фотоэлектрических устройств, однако эффективность фотоэлектрического преобразования все еще нуждается в улучшении, и поэтому создание методов повышения их эффективности является приоритетной задачей многих исследователей.

Молодые ученые Илхом Махсумов и Евгений Сироткин под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Политехнического института ЮУрГУ Ирины Кирпичниковой создали голографическую пленку, которая повысит эффективность работы фотоэлектрических систем в условиях жаркого климата. Такой эффект достигается за счет защиты солнечных модулей от перегрева и повышения вырабатываемой ими энергии при помощи увеличения концентрации солнечных лучей.

Фото: профессор кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Ирина Кирпичникова

Большинство фотоэлектрических модулей спроектированы таким образом, что наиболее эффективно они работают в стандартных испытательных условиях, то есть при освещенности, равной 1000 Вт/м2 и температуре воздуха +25°С. Однако на открытом воздухе в реальных условиях эксплуатации модуль, как правило, работает при более высокой температуре, что приводит к снижению генерируемой мощности и к сокращению срока службы.

«Голографическая пленка на основе призматических концентраторов (призмаконов) из прозрачного материала содержит голографические линзы бесконечно малых размеров. Сверху она покрыта ультратонким слоем напыления из редкоземельных металлов. Этот слой отражает инфракрасное излучение и пропускает видимое излучение. Внутренняя структура голографической пленки выполнена в виде миниатюрных пирамид – призматических концентраторов, способных эффективно улавливать световые лучи и за счет многократного отражения их внутри призм, концентрировать на поверхности солнечного модуля. Это решение увеличивает эффективность солнечных модулей даже при пасмурной погоде», – поясняет Ирина Кирпичникова.

 

Новое решение улучшит работу солнечных батарей

Принцип работы голографической пленки заключается в том, что солнечные лучи попадают на поверхность модуля, при этом часть спектра (инфракрасные лучи) отражается от металлизированного верхнего слоя пленки, предотвращая перегрев модуля. Видимая часть спектра солнечного излучения попадает на пирамидальную структуру концентраторов, и, неоднократно преломляясь в них, благодаря внутреннему отражению, концентрируется на солнечном элементе, вне зависимости от угла падения лучей на солнечный модуль.

Эта пленка может применяться на любых органических и неорганических фотоэлектрических элементах, на фотоэлектрических панелях, солнечных тепловых панелях, на источниках освещения, на светоотражающем материале, используемом на дорожных знаках. Кроме того, она позволяет получить большое количество вариантов в направлении световых лучей, которые часто не могут быть получены иным образом.

Такое простое и экономичное решение позволяет увеличить выработку электроэнергии солнечным модулем, не допускает его перегрева и выхода из строя, в целом способствует повышению эффективности его работы.

Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).

СМИ о нас:


Читайте нас:

Солнечные батареи для дома и солнечные модули каркасные

Ежедневно на нашу планету попадает огромное количество солнечной энергии. Природа уже много миллионов лет успешно пользуется ее преимуществами. Теперь и человек в своем техническом развитии дошел до этой важной ступени — использования неисчерпаемой энергии солнца.В этом нам помогают солнечные батареи. Теперь эти поистине эффективные технологии доступны и в нашем городе Воронеже.

Каркасные солнечные модули для дома можно купить в нашем Интернет-магазине. К Вашему вниманию модификации различных мощностей. Помимо автономных комплектов для получения электроэнергии для загородных коттеджей, наша компания также предлагает финские солнечные панели NAPS для предприятий малого и среднего бизнеса, которые отличаются великолепным качеством. Кроме того, Вы найдете складные портативные солнечные батареи для туристов, рыбаков и охотников.

Наши специалисты помогут рассчитать мощность, которая потребуется Вашей системе, и проконсультируют при выборе оборудования.

Солнечные батареи в Воронеже

Для рынка Воронежа солнечные панели являются чем-то новым и труднодоступным. Наша важная цель — помочь Вам без особого труда и долгих поисков купить качественные солнечные модули в Воронеже по приемлемым ценам.

Солнечные батареи широко используются как в масштабах обеспечения электроэнергией целого дома, так и для работы небольших устройств. Среди таковых фонари и светильники на солнечных фотоэлектрических панелях. Одни из них могут быть небольшим аксессуаром для сада, другие же полноценно выполняют роль источников света. Если Вы хотите приобрести светильник или фонарь на солнечных батареях, то Вы правильно сделали, что посетили наш сайт.

Воспользовавшись раз этой технологией, Вы не захотите с ней расставаться. Ведь все что нужно — это хорошо освещенное место. Хотя, конечно же, существуют требования к эксплуатации системы. Солнечные модули должны быть размещены так, чтобы свет попадал на поверхность равномерно. Необходимо избегать тряски при транспортировке. Также важно соблюдать температурный режим, который указан в паспорте (обычно от -40 до +50 градусов Цельсия).

Устройство солнечных батарей

Каркасный солнечный модуль для дома или фонаря и светильника — это компактная панель, которая состоит из ячеек монокристаллического кремния. Устройство позволяет преобразовывать радиацию солнца в  электричество. 

С точки зрения физики солнечные батареи или устройства, надежно прикрепляющиеся к поверхности дома и т.д. — это фотоэлектрический генератор с модульной конструкцией. Модули соединены между собой последовательно или параллельно и представляют преобразователь.

Каждый солнечный модуль имеет защитное покрытие — закаленное стекло. Вся конструкция обрамлена алюминиевым каркасом с клеммной коробкой с контактами, герметичной и ударостойкой. Последняя позволяет подключать  солнечные панели к контроллеру заряда или сетевому инвертору.

Продажа солнечных батарей глубокого цикла

Определение размера блока солнечных батарей

Блок солнечных батарей состоит из одной или нескольких батарей глубокого цикла. Как и в случае с отдельной батареей, емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах (Ач) или киловатт-часах (кВтч). Чтобы определить, какая мощность вам нужна, воспользуйтесь нашим калькулятором кВтч.

В этом видео вы узнаете, как правильно подобрать размер солнечной батареи.

Советы по выбору размера блока солнечных батарей

Мы настоятельно рекомендуем посмотреть приведенное выше видео о размерах блока солнечных батарей, но некоторые из основных выводов:

  • Последовательное соединение батарей (положительный вывод одной батареи с отрицательным выводом следующей) увеличивает напряжение, но сохраняет емкость в ампер-часах на том же уровне.
  • Параллельное соединение батарей (плюс к плюсу, минус к минусу) увеличивает емкость в ампер-часах, но сохраняет напряжение на прежнем уровне.
  • Ограничение количества параллельных групп аккумуляторов сводит к минимуму проблемы, связанные с неравномерной зарядкой/разрядкой между группами.
  • Не используйте батареи разного напряжения или возраста в одном блоке батарей. На самом деле, рекомендуется использовать несколько одинаковых батарей для создания банка.
  • Вы можете конвертировать обратно и обратно между Ач батареи и Втч (или кВтч), используя напряжение батареи, поскольку ватт-часы = Ампер-часы x Вольты.
  • Предупреждение о том, что номер емкости накопителя энергии, который вы получили из нашего калькулятора кВтч:
    • Число, указанное в калькуляторе, является вашим ежедневным потреблением энергии. Аккумуляторный блок, основанный на этом номере, обеспечит мощность, достаточную только для одного «дня автономной работы». Рекомендуется удвоить или утроить емкость аккумуляторной батареи и рассмотреть возможность включения генератора в систему, чтобы гарантировать, что у вас будет достаточно энергии для длительных периодов отсутствия выработки солнечной или ветровой энергии.
    • Необходимо учитывать рекомендуемую глубину разряда (DoD) модели батареи глубокого цикла, которую использует ваш банк.Например, многие свинцово-кислотные батареи рекомендуют разряжать не глубже, чем на 50%, чтобы получить от них максимальное количество циклов, а это означает, что вы должны планировать использовать только половину их номинальной емкости. Обратите особое внимание на рекомендуемые DoD при сравнении вариантов батарей для использования в вашем банке.
    • Температура окружающей среды и эффективность системного инвертора также влияют на размер блока солнечных батарей.
    • Если вы ожидаете, что ваше ежедневное потребление кВтч в ближайшее время увеличится (покупка электромобиля, увеличение числа проживающих в доме людей и т.), рассмотрите возможность увеличения емкости батареи. В некоторых случаях позже можно расширить банк батарей глубокого цикла, но, как правило, это не рекомендуется.

После определения емкости и напряжения вашего блока батарей (12 В, 24 В или 48 В постоянного тока) вы можете начать думать о конкретных батареях глубокого цикла, которые будут составлять блок. Нужна помощь в принятии этих решений? Позвоните нам по телефону 877-878-4060 или запросите бесплатный расчет автономных систем солнечной энергии.

Типы солнечных батарей

Аккумулятор глубокого разряда — это единственный тип аккумуляторов, подходящий для солнечной или ветровой системы, но как насчет различных типов аккумуляторов глубокого разряда — литиевых, залитых свинцово-кислотных, AGM и гелевых? Какой вид лучше?

Несмотря на то, что химический состав каждой ячейки имеет свои плюсы и минусы, верно также и то, что литиевые батареи — лучший выбор для большинства систем солнечных панелей.По сравнению со всеми другими химическими батареями литиевые батареи более глубоко разряжаются, долговечны, легче, безопаснее и не требуют обслуживания. Да, они изначально дороже, чем другие типы, но в долгосрочной перспективе стоимость цикла кВтч является лучшим показателем, на который следует обратить внимание, и с более длительным сроком службы и большей глубиной разряда, чем альтернативы, стоимость за цикл. Цикл кВтч, который вы получите от литиевых солнечных батарей, непревзойден — и вам не придется заменять их так часто.

Литий

Затопленный свинцово-кислотный

Герметичный AGM

Герметичный гель

Предварительная стоимость Высокий Низкий Умеренный Высокий
Стоимость за цикл кВтч Самый низкий Низкий От низкого до умеренного Умеренный
Ожидаемый срок службы 10+ лет 3-5 лет 4-5 лет 5-6 лет
Макс. рекомендуемый уровень защиты 80% 50% 50% 50%
Регулярное обслуживание Нет Полив, выравнивание, очистка Нет Нет
Лучшие приложения Все системы возобновляемой энергии Постоянные резиденции с преданными, практичными владельцами, готовыми проводить регулярное техническое обслуживание и замену Частичное проживание с непостоянным использованием Жилые помещения с частичной занятостью без большого количества импульсных нагрузок
Наихудшие приложения Проекты с ограниченным бюджетом Частичное проживание с непостоянным использованием Системы, требующие глубокого разряда Системы, требующие высокоамперной зарядки и разрядки

Добавление солнечных батарей в систему, связанную с сетью

Если ваша солнечная энергетическая система подключена к сети, она будет отключаться во время отключения сети в качестве меры предосторожности для рабочих, которые будут ремонтировать коммунальное оборудование. Чтобы сохранить солнечную систему, привязанную к сети, в сети во время отключения сети, вам нужно будет добавить банк батарей и второй инвертор, чтобы создать так называемую гибридную солнечную систему.

В этом видеоролике объясняются два основных способа добавления аккумуляторных батарей к существующей солнечной системе, подключенной к сети.

Добавление батарей к сетевым солнечным системам становится все более популярным, особенно в районах, где коммунальная сеть ненадежна из-за чрезмерного спроса (постоянные отключения электроэнергии) или частых экстремальных погодных явлений.Для новой гибридной солнечной системы или для модернизации существующей системы, связанной с сетью, с аккумулятором, используйте наше предложение по системе резервного питания от батареи.

Хранение солнечной батареи — Определение | Солнечные условия

Показатели времени использования (TOU)

В зависимости от вашей коммунальной услуги у вас может быть тарифный план на время использования. Это означает, что в зависимости от времени суток, когда вы используете свою энергию, с вас будет взиматься плата по разным тарифам. Цены на электроэнергию самые высокие, когда спрос на электроэнергию достигает пика; обычно после работы до вечера.

Наличие системы солнечных батарей может помочь уменьшить количество электроэнергии, которую вы обычно покупаете в часы пик. Он может накапливать дополнительную энергию, вырабатываемую солнечными панелями в течение дня, чтобы вы могли использовать ее по более высокой цене. Пиковые ставки TOU могут в два раза превышать непиковые ставки. Поэтому система хранения на солнечных батареях может быстро окупиться.

Измерение нетто

Многие коммунальные предприятия сворачивают свои программы чистого учета и больше не предлагают полный кредит на электроэнергию, которую вы продаете обратно в сеть.Часто вы будете продавать электроэнергию по сниженной оптовой цене, а затем выкупать ее у сети по полной розничной цене. Если вы находитесь в такой ситуации с коммунальными услугами, более ценно хранить электроэнергию для последующего потребления в вашем доме.

Важные факторы при покупке солнечной аккумуляторной батареи

Емкость и мощность

Эти два фактора важны для определения количества электроэнергии, которую может хранить батарея солнечной панели, и того, сколько электроэнергии она может обеспечить в любой момент времени.Емкость аккумулятора — это общее количество электроэнергии, которое он может хранить, измеряемое в киловатт-часах (кВтч). Номинальная мощность батареи покажет вам количество электроэнергии, которое батарея может выдать за один раз, измеренное в киловаттах (кВт).

Чтобы поместить эти две переменные в контекст, мы можем рассмотреть две крайности; аккумулятор с большой емкостью и малой мощностью, а также аккумулятор с малой емкостью и большой мощностью. Аккумулятор с большой емкостью, но малой мощностью сможет долгое время питать ряд ключевых приборов в вашем доме.Аккумулятор с малой емкостью, но высокой мощностью сможет питать весь ваш дом в течение короткого промежутка времени.

Срок службы батареи и гарантия

Поскольку срок службы любой батареи со временем естественным образом снижается, важно знать ожидаемый срок службы потенциальной солнечной батареи, которую вы будете приобретать. Срок службы батареи обычно измеряется либо общим количеством полных циклов, либо годами. Со временем он также потеряет часть своих возможностей. Поэтому важно знать срок службы батареи и гарантию перед покупкой.

Варианты солнечной батареи

Ряд батарей можно использовать в качестве батареи солнечной панели. Наиболее популярными являются ионно-литиевые и свинцово-кислотные. Среди этих вариантов литий-ионные аккумуляторы являются лучшим вариантом для системы хранения солнечных батарей.

Литий-ионный

Самые популярные из бытовых аккумуляторов, литий-ионные аккумуляторы имеют самый длительный срок службы и очень компактны и легки по сравнению с другими типами аккумуляторов. Однако при всех этих преимуществах они являются самыми дорогими.

Свинцово-кислотный

Эти батареи являются одними из самых дешевых, но имеют самый короткий срок службы и емкость. Это хороший вариант, если вы пытаетесь сохранить энергию в рамках бюджета, но в долгосрочной перспективе это будет стоить вам дороже, поскольку вам придется заменять их чаще.

Калифорния предлагает внести изменения в стимулы для солнечных панелей на крышах

Чиновники Калифорнии хотят сократить платежи за солнечную энергию на крышах, заявив, что изменения помогут штату достичь 100% экологически чистой энергии, сохраняя при этом свет, предотвращая рост тарифов на электроэнергию и поощряя людей к установке батареи.

Но руководители солнечной энергетики возмущены этими изменениями, говоря, что они приведут к обратным результатам и разрушат процветающую отрасль.

Предложение от Марты Гусман Асевес, одного из пяти членов Калифорнийской комиссии по коммунальным предприятиям, должно обновить программу поощрения, называемую измерением чистой энергии, которая помогла штату стать национальным лидером в области солнечной энергетики с более чем 1,3 миллионами крышных и других малых установлены масштабные системы. Солнечная промышленность и группы по защите интересов изменения климата лоббируют губернатора.Гэвин Ньюсом и его назначенцы в комиссии по коммунальным предприятиям сохранят основные принципы программы неизменными.

Новостная рассылка

На пути к более устойчивой Калифорнии

Получите «Точку кипения», наш информационный бюллетень, посвященный изменению климата, энергетике и окружающей среде, и станьте частью обсуждения и решения.

Введите адрес электронной почты

Запишите меня

Время от времени вы можете получать рекламные материалы от Los Angeles Times.

В интервью Гусман Асевес сказал, что система учета электроэнергии должна развиваться, чтобы отражать меняющиеся потребности Калифорнии в энергии. Энергосистема Золотого штата все чаще переполняется солнечной энергией в дневное время, но перегружается жаркими летними вечерами, когда миллионы людей включают свои кондиционеры, чтобы справиться с высокими температурами, усугубленными климатическим кризисом.

Сокращение спроса на согревающие планету ископаемые виды топлива, такие как дизельное топливо и природный газ, в этот «чистый пиковый» вечерний период, сказала Гусман Асевес, является ее главной целью.

По ее словам, она и ее сотрудники разработали план поэтапного отказа от чистых измерений, который побудит новых и существующих потребителей солнечной энергии добавить системы хранения аккумуляторов, которые могут накапливать чистую энергию после наступления темноты. Среди прочего, новый «фонд эволюции хранилища» будет предлагать платежи за дома, в которых уже есть солнечные батареи для добавления хранилища.

«У нас есть огромная возможность получить больше от этих клиентов, чтобы внести свой вклад в чистый пик», — сказал Гусман Асевес.

По словам Гусмана Асевеса, другие элементы предложения комиссара побудят калифорнийцев перейти с бензина на электромобили, а с печей и плит, работающих на природном газе, на электроприборы, работающие на солнечной и ветровой энергии, что является ключевым элементом войны Калифорнии с изменением климата. Например, домам и предприятиям, которые добавляют солнечные батареи, будет разрешено строить системы гораздо большего размера, чем в настоящее время разрешено при чистом измерении, чтобы поддерживать образ жизни, который все больше зависит от электричества.

«Я думаю, что предложение сильное», — сказал Гусман Асевес. «Он сосредоточен на том, что нам всем нужно, чтобы отказаться от ископаемого топлива».

Бригада Grid Alternatives устанавливает солнечные панели на крыше дома в районе Уоттс в Лос-Анджелесе, июнь.

(Гэри Коронадо / Los Angeles Times)

Тем не менее, руководители

Solar и активисты по борьбе с изменением климата заявили, что это предложение только помешает агрессивным климатическим целям Калифорнии.

Уокер Райт, вице-президент по государственной политике компании Sunrun, крупнейшей в стране компании, занимающейся установкой солнечных батарей на крышах, был так же недоволен, заявив в письменном заявлении, что предложение Гусмана Асевеса «введет самые высокие дискриминационные сборы в отношении солнечных батарей и систем хранения энергии». клиентов в США, делая солнечные батареи и батареи на крышах недоступными для бесчисленных семей».

Райт также сказал, что предлагаемые изменения «противоречат целям штата по борьбе с изменением климата и устранению частых отключений электроэнергии» — это ссылка на практику коммунальных служб отключать электросети в определенных местах в сухую и ветреную погоду, чтобы предотвратить возгорание лесных пожаров. .Сторонники солнечной энергетики рассматривают эти «отключения электроэнергии в целях общественной безопасности» как весомый аргумент в пользу поощрения систем на крышах в сочетании с батареями, которые могут служить резервным источником питания при отключении сети.

«Только самые богатые калифорнийцы смогут позволить себе солнечную энергию на крыше, закрывая школы, малый бизнес и среднюю семью от нашего будущего чистой энергии», — сказала Эбигейл Росс Хоппер, президент торговой группы Solar Energy Industries Assn. , в письменном заявлении. «Единственными победителями сегодня являются коммунальные службы, которые получат больше прибыли за счет своих налогоплательщиков.

Предлагаемое решение Гусмана Асевеса, которое было обнародовано в понедельник, подтверждает аргумент, выдвинутый крупнейшими коммунальными компаниями штата, принадлежащими инвесторам, — Southern California Edison, Pacific Gas & Electric и Sempra Energy — о том, что чистые измерения субсидируют более богатые домохозяйства, которые могут позволить себе крышу. солнечной энергии за счет домохозяйств с низкими доходами, которые не могут.

Коммунальные службы оценивают «смещение затрат» в 3,4 миллиарда долларов в год, цифра, горячо оспариваемая солнечной промышленностью и активистами климата, которые говорят, что панели на крыше создают много общественных благ, которые не учитываются в расчетах, включая пользу для здоровья от меньшего загрязнение воздуха от ископаемого топлива и экономию средств за счет ограничения потребности в новых электростанциях и линиях электропередачи.Солнечная энергия на крыше также не требует мощения нетронутой земли, в отличие от расползающихся солнечных ферм в пустыне, которые могут разрушить чувствительные экосистемы.

Коммунальные компании возглавили борьбу за более низкие стимулы для использования солнечной энергии на крышах, наряду с политически влиятельными профсоюзами, представляющими своих сотрудников, которые кровно заинтересованы в защите монопольной бизнес-модели коммунальных предприятий. Но они не одиноки.

Две влиятельные группы по наблюдению за потребителями, Сеть реформы коммунальных предприятий и Управление общественных адвокатов штата, присоединились к коммунальным предприятиям, выступая за снижение стимулов для солнечных батарей на крышах.Несколько известных экологических групп, в том числе Совет по защите природных ресурсов и Калифорнийский альянс за экологическую справедливость, также заявили, что программа несправедлива.

Мохит Чабра, старший научный сотрудник NRDC, назвал предложенное решение «сильной путеводной звездой». Он был особенно доволен планом потратить 600 миллионов долларов в течение четырех лет на обеспечение чистой энергией малообеспеченных и загрязненных районов, возможно, за счет стимулов для аккумуляторов или построенных на месте «общих солнечных» объектов, которые обслуживают домохозяйства, которые не могут установить свои собственные солнечные батареи.

The Utility Reform Network также высоко оценила предложение комиссара, а штатный адвокат Мэтью Фридман назвал его «шагом в правильном направлении», в котором приоритет отдается домохозяйствам с низким доходом, «которые остались позади в рамках текущей программы».

Южная Калифорния Эдисон дал аналогичную похвалу, назвав это решение «значимым шагом на пути к модернизации программы солнечной энергии на крыше в Калифорнии», которая «уменьшит финансовое бремя для потребителей, не использующих солнечную энергию, которые субсидируют измерение чистой энергии».

Солнечный парк Westlands в долине Сан-Хоакин, который строится на заброшенных сельскохозяйственных угодьях.

(Кэролин Коул / Los Angeles Times)

Гусман Асевес считает, что оценка смещения затрат в размере 3 миллиардов долларов «ниже» по сравнению с тем, что на самом деле платят за чистые измерения плательщики, не связанные с солнечной энергетикой. Если вместо этого государство потратит ту же сумму на строительство больших солнечных ферм в пустыне или на заброшенных сельскохозяйственных угодьях, которые производят электричество дешевле, чем системы на крышах из-за эффекта масштаба, оно могло бы утроить свою солнечную мощность, сравнение, которое помогает проиллюстрировать «Сколько мы тратим и сколько получаем» от программы на крыше, сказал Гусман Асевес.

Комиссар хочет внести несколько существенных изменений в чистый счетчик.

Во-первых, она сократит платежи, которые новые клиенты солнечной энергетики получают за электроэнергию, которую они передают в энергосистему, когда их системы производят больше, чем им нужно. Вместо того, чтобы получать компенсацию по розничной ставке — по той же ставке, которую они платят за электроэнергию из сети, — им будут платить по гораздо более низкой ставке, известной как «недопущенная стоимость». По данным California Solar & Storage Assn, это составит около 5 центов за киловатт-час электроэнергии по сравнению с 20 до 30 центов сегодня.

Во-вторых, новые потребители солнечной энергии будут платить ежемесячную «плату за участие в сети» в размере 8 долларов США за киловатт солнечной энергии в месяц, чтобы помочь покрыть расходы на обслуживание сети, такие как проекты безопасности коммунальных предприятий для снижения риска возгорания лесных пожаров. Критики сетевых измерений говорят, что этот тип «фиксированной платы» может гарантировать, что основные расходы на коммунальные услуги не будут оплачиваться только домохозяйствами с более низкими доходами.

Дом с шестикиловаттной системой будет стоить 48 долларов в месяц или 576 долларов в год. Дома с низким доходом будут освобождены.

Предлагаемое решение является ответом на опасения, высказанные солнечными компаниями, а именно, что сокращение чистых платежей за счетчики и добавление ежемесячных платежей приведет к краху рынка солнечной энергии, путем создания «кредита на переход к рынку» в размере до 5,25 долларов США за киловатт в месяц для домов, которые добавляют солнечных панелей в течение четырех лет после вступления в силу новой программы. Размер доступного кредита будет уменьшаться каждый из этих четырех лет, но клиенты, которые добавят солнечную энергию — с батареями или без них — зафиксируют сбережения на десятилетие.

Гусман Асевес сказал, что кредиты предназначены для создания «периода окупаемости» в 10 лет для новых потребителей солнечной энергии, что означает, что именно столько времени потребуется им, чтобы окупить свои первоначальные инвестиции за счет снижения счетов за электроэнергию. Срок окупаемости в настоящее время составляет около пяти лет. Коммунальные компании предложили изменить чистые счетчики, которые могут увеличить их примерно до 20 лет.

Гусман Асевес назвал 10-летний период окупаемости оценочным вызовом.

«Я лично знаю, что на некоторые расходы я недавно поставила водонагреватель, который окупится за 10 лет», — сказала она.

Руководители Solar не уверены, что предложение комиссара на самом деле приведет к 10-летней окупаемости — и даже если бы это произошло, по их словам, это намного дольше, чем семь или меньше лет, необходимых для того, чтобы убедить большинство людей инвестировать в солнечном.

Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор отраслевой торговой группы California Solar & Storage Assn., заявила в электронном письме, что она «шокирована тем, насколько плохим» является предлагаемое решение. По ее словам, идея о том, что речь идет о батареях, «не может быть дальше от истины», поскольку новые ежемесячные платежи применяются ко всем домам и предприятиям, работающим на солнечной энергии, независимо от того, есть ли у них накопители энергии.

Десятки человек присоединились к ноябрьской акции протеста, организованной Альянсом за права человека, возле офиса Edison в Южной Калифорнии в Лонг-Бич. Протестующие призвали губернатора Гэвина Ньюсома защитить чистые счетчики.

(Роберт Готье / Los Angeles Times)

Дель Кьяро также отметил, что многие изменения могут вступить в силу уже в мае. Она сказала, что у отрасли недостаточно времени, чтобы переориентироваться на хранение энергии, особенно с учетом того, что сегодня только 15% домов используют солнечную энергию с добавлением батареи.

«Как мы можем продать, не говоря уже о производстве и распространении, столько батарей за такой период времени?» спросила она. «Нам нужно нарастить рынок аккумуляторов, но сделать солнечную энергетику дороже в следующие пять месяцев — значит убить весь рынок распределенной генерации, а не стимулировать рынок хранения».

Дома и предприятия, которые уже используют солнечную энергию, будут переведены с чистого учета на новую программу «чистого выставления счетов», задуманную Гусманом Асевесом через 15 лет после установки их систем. Она предположила, что это должно дать тем потребителям солнечной энергии, которые, как показывают данные, богаче и светлее штата в целом, более чем достаточно времени, чтобы окупить свои инвестиции.

Существующие потребители солнечной энергии, которые переходят на новую программу, а также новые потребители солнечной энергии, также будут платить более высокие ставки за электроэнергию из сети в периоды перегрузки коммунальной системы, например, жаркими летними вечерами, и более низкие ставки в другое время. .

Все потребители коммунальных услуг в настоящее время переходят на эти тарифы «по времени использования», независимо от того, есть ли у них солнечная энергия.Но согласно предложению Гусмана Асевеса, разница между «пиковыми» и «непиковыми» зарядками будет еще больше для солнечных домов, чтобы побудить их добавить батареи, которые могли бы накапливать дешевую электроэнергию в течение дня и разряжаться вечером, снижая нагрузку на электроэнергию. сетки. По словам сторонников, такие тарифы также хорошо подходят для людей, у которых есть электромобили для зарядки или дома, отапливаемые и охлаждаемые электрическими тепловыми насосами.

Предлагаемое решение затронет только клиентов Edison, PG&E и дочерней компании Sempra San Diego Gas & Electric.Клиенты государственных коммунальных служб, таких как Департамент водных ресурсов и энергетики Лос-Анджелеса, не увидят, что их стимулы для использования солнечной энергии изменились.

Комиссия по коммунальным предприятиям может проголосовать за это предложение не раньше 27 января, после периода общественного обсуждения.

Поддержите нашу журналистику

Ваша поддержка помогает нам сообщать самые важные новости. Подпишитесь на Лос-Анджелес Таймс.

К тому времени у агентства будет новый президент, а Мэрибел Батджер уйдет в отставку и 31 декабря ее заменит советник Ньюсома по энергетике Элис Рейнольдс.Гусман Асевес также покинет комиссию в конце этой недели после того, как президент Байден назначил его руководителем юго-западного региона Агентства по охране окружающей среды США.

Особенно, если Ньюсом поспешит заменить Гусмана Асевеса, он может сильно повлиять на окончательное решение — если захочет.

Но защитники солнечной энергии могут разочароваться. Отвечая на вопросы The Times, представитель Newsom Эрин Меллон сказала только, что губернатор «не указывает независимым советам или отдельным лицам, как решать любые проблемы, которые перед ними стоят.”

И это несмотря на то, что солнечные компании и группы по защите климата лоббируют губернатора, чтобы он подтолкнул комиссию в их направлении.

Кампания Save California Solar, в которой участвуют более 600 организаций, сообщила, что на прошлой неделе она предоставила Ньюсому 120 000 публичных комментариев в поддержку использования сетевых счетчиков. Кампания подсчитала в понедельник, что даже после кредитов «перехода на рынок», предложенных Гусманом Асевесом, план комиссара добавит 57 долларов в месяц к счету, оплачиваемому средним домом, работающим на солнечной энергии.

Лаура Дихан, возглавляющая правозащитную группу Environment California, сравнила это предложение с «эквивалентом привязывания цементных блоков к нашим лодыжкам, поскольку мы спешим отказаться от ископаемого топлива», заявив, что это сорвет путь Калифорнии к 100% чистой энергии.

«Этот путь требует постоянной приверженности развитию солнечной энергетики на крышах», — говорится в письменном заявлении Дихана. «Импульс, который сейчас имеет солнечная энергия на крышах, поможет нам достичь нашей цели, но выпотрошить чистые измерения — значит выпотрошить этот импульс.

Серфер направляется к воде, пока сторонники солнечной энергии заканчивают писать 200-футовое сообщение на песке в Хантингтон-Бич, недалеко от места октябрьского разлива нефти. Сообщение — «Правительство: солнечная энергия, а не нефть» — предназначалось губернатору Гэвину Ньюсому и призывало его защитить программу поощрения использования солнечной энергии на крышах, известную как чистые измерения.

(Аллен Дж. Шабен / Los Angeles Times)

Коммунальные предприятия и их союзники стремились представить чистые счетчики как несправедливую субсидию, помогающую богатым за счет бедных и более белым сообществам за счет цветных людей.Солнечная промышленность возражает, что технология становится доступнее для большего числа людей по мере ее удешевления.

Данные Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли показывают, что 12% калифорнийских пользователей солнечной энергии в 2019 году имели доход ниже 50 000 долларов, а еще 29% имели доход от 50 000 до 100 000 долларов, по сравнению с 9% и 24% соответственно десятью годами ранее.

Кампания «Доступная чистая энергия для всех», в которой участвуют более 100 различных сторонников, но единственными спонсорами которой являются коммунальные предприятия, опубликовала заявление пресс-секретаря Кэти Фэрбенкс, в котором говорится, что предлагаемое решение «признает, что мы можем выращивать солнечную энергию на крышах в Калифорнии, одновременно предпринимая шаги для уменьшить раздутые субсидии, которые возлагают несправедливое бремя расходов на арендаторов, пожилых людей, неблагополучные сообщества и других работающих калифорнийцев, у которых нет возможности или средств для установки солнечных систем на крышах.”

Фэрбенкс подсчитал, что дома, в которых нет солнечных батарей, в настоящее время платят 245 долларов в год на субсидирование тех, в которых они есть.

Кампания Save California Solar, тем временем, опубликовала заявление пастора Уильяма Смарта-младшего, президента Южно-христианской конференции лидеров, который охарактеризовал предложенное Комиссией по коммунальным предприятиям решение как «захват прибыли от коммунальных услуг», заявив, что оно «заберет Калифорнию назад во времена, когда солнечная энергия была роскошью для богатых и недоступной для наших сообществ.

«Эта история стара, как наша страна: разрабатывается новая технология, предлагаются программы и политики, помогающие потребителям внедрить технологию и со временем снизить затраты, и как раз тогда, когда люди из черных и коричневых сообществ начинают иметь возможность позволить себе технологию и извлекать из нее выгоду — программы и политики часто забирают», — сказал Смарт.

Солнечная батарея, аккумулятор и зарядное устройство для электромобиля — все в одном комплекте

Компания Hyundai находится на пороге создания комплексного консьерж-сервиса для своих покупателей электромобилей. Названный Hyundai Home, он будет универсальным магазином, который позволит людям купить электромобиль, установить зарядное устройство, установить солнечные батареи на крышу и даже установить аккумулятор для жилых помещений, не делая ничего, кроме как поставить галочку. несколько коробок после консультации с представителем Hyundai. Теоретически все расходы можно объединить в один ежемесячный платеж.

Hyundai не предоставила полной информации о том, кто будет ее партнерами Hyundai Home. Motor Trend сообщает, что компания предоставит более подробную информацию о Hyundai Home по мере приближения запуска сервиса в следующем году, но это многообещающая идея, которая может помочь сгладить переход на электромобили и возобновляемые источники энергии.

На веб-сайте Hyundai Home компания говорит: «Вы можете не только заряжать свой электрический Hyundai дома, но и управлять энергией своего дома. Hyundai Home дает вам простой способ производить, хранить и использовать собственную энергию с помощью солнечных батарей, систем хранения энергии и домашнего зарядного устройства для электромобилей».

Некоторые из вас, возможно, помнят, как несколько лет назад Tesla запустила что-то подобное. Внезапно каждый выставочный зал Tesla был увешан фотографиями солнечных батарей и аккумуляторной батареи компании Powerwall для жилых помещений.В то время Илон Маск говорил о «бесшовной сделке», которая позволит людям купить автомобиль и получить все необходимое для удивительной, полностью электрической жизни в любом магазине Tesla. Затем все эти фотографии исчезли, и магазины Tesla снова стали просто местом, где можно купить электромобиль.

Изображение предоставлено Hyundai

Программа Hyundai Home — это умный маркетинг. Это еще одна вещь, которая поможет избавиться от страха перед вождением электромобиля, интегрируя этот опыт в полное изменение образа жизни.Это еще один признак того, что Hyundai серьезно относится к переходу на электротранспорт и творчески подходит к тому, как привлечь на свою сторону тех, кто все еще не хочет водить электромобиль. Все, что помогает продвинуть революцию в области электромобилей, действительно является долгожданной новостью.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.


Реклама


У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.


Резервная мощность солнечной батареи в ME, NH, MA

Обеспечьте питание вашего дома в случае отключения электроэнергии с помощью резервного аккумулятора на солнечной энергии.

Tesla Powerwall установлен для дома клиента в штате Мэн

Наслаждайтесь солнцем даже во время отключения электричества! Появилось следующее поколение аккумуляторных накопителей, дающее потребителям солнечной энергии чистое, надежное и эффективное резервное питание, что еще больше снижает их повседневную зависимость от электросети.

Сетевые солнечные электрические системы — отличный способ сэкономить деньги, используя бесплатную энергию солнца. Однако из соображений безопасности большинство подключенных к сети солнечных батарей спроектированы так, чтобы отключаться, когда они теряют подключение к сети во время отключения электроэнергии. Хранение солнечной батареи позволяет обойти эту проблему, сохраняя избыточную солнечную энергию для последующего использования и выступая в качестве резервной копии на случай потери соединения.

Два решения для солнечных батарей

ReVision Energy, Tesla Powerwall и Generac PWRcell, позволяют вам получить доступ к бесплатной, обильной энергии солнца даже во время сбоя в сети. У нас есть варианты Tesla и Generac, доступные в штате Мэн, Нью-Гемпшире, Массачусетсе и некоторых частях Вермонта.Кроме того, ReVision Energy является сертифицированным установщиком Tesla Powerwall и сертифицированным установщиком Generac PWRcell.

Как работают солнечные батареи?

Большинство солнечных батарей подключены непосредственно к электросети, и любая избыточная электроэнергия, произведенная вашими солнечными панелями, которая не нужна вашему дому немедленно, будет экспортироваться в сеть. Вы получите кредиты за эту избыточную мощность, и в те дни, когда вашему дому нужно больше электроэнергии, чем производят ваши солнечные панели, вы будете использовать эти кредиты для получения электроэнергии из сети.

Добавление решения для хранения аккумуляторов к вашей солнечной батарее снижает вашу зависимость от электрической сети и позволяет продолжать использовать солнечную энергию, даже когда сеть отключена. Солнечные батареи работают как батареи для ноутбуков или мобильных телефонов, накапливая энергию, вырабатываемую вашей солнечной батареей, для последующего использования. Это означает, что у вас есть полностью заряженная батарея, готовая к работе, которая почти мгновенно заряжает ваш дом, когда и если сеть выходит из строя.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают солнечные батареи:

Какой аккумулятор я получу?

Существует множество приложений и вариантов установки аккумуляторной системы хранения в вашем доме, и, к счастью, в ReVision Energy есть множество экспертов, которые помогут определить наилучшие варианты для вас и вашего дома.

В дополнение к выбору между Tesla и Generac, ваша система резервного питания будет обеспечивать резервное копирование основных устройств или большей части дома, за исключением тяжелых нагрузок. Вы можете работать со своим проектировщиком солнечных батарей, чтобы решить, какие нагрузки следует считать «защищенными нагрузками», или создать список нагрузок, которые могут быть в «незащищенном списке». Охлаждение, вода и некоторые розетки обычно входят в список «защищенных нагрузок», которые могут быть зарезервированы с помощью батареи в случае отключения электроэнергии.Электрические нагревательные нагрузки, насосы для бассейнов и гидромассажные ванны обычно входят в список «незащищенных нагрузок», поскольку для их резервного питания требуется большое количество батарей.

После того, как вы определите список защищенных или незащищенных нагрузок вашего дома, эти устройства будут подключены к дополнительной панели. Если вы выберете защищенную панель нагрузки, эти нагрузки будут питаться от батареи и солнечной системы во время сбоя в сети. Если это незащищенная панель нагрузок, то эти нагрузки будут отключены (не запитаны) во время сбоя в сети.

Соединение солнечной энергии с аккумуляторной батареей — отличный вариант для жилых домов, независимо от того, питаете ли вы некоторые нагрузки в своем доме, заинтересованы в большей независимости от сети или просто ищете более чистую и эффективную альтернативу традиционному генератору.

Аккумулятор или генератор – что лучше, когда отключается электричество?

В Новой Англии, где работает ReVision Energy, нам не привыкать к отключениям электроэнергии, вызванным резкими зимними ветрами и непредсказуемыми штормами.Домашние резервные генераторы, как правило, являются нормой для резервного питания при отключении электроэнергии. Однако домашние батареи становятся все более привлекательной альтернативой.

Хотя изначально генераторы могут быть дешевле, они ограничены их топливной зависимостью, затратами на техническое обслуживание и обслуживание. Несмотря на то, что существуют некоторые ограничения его выходной мощности, аккумуляторная батарея не производит выбросов, не требует периодического обслуживания и может снова и снова заряжаться от солнца.

Ознакомьтесь со сравнительной таблицей ниже и узнайте, почему батарея является гораздо более жизнеспособным вариантом, чем генератор:

 

Усовершенствованная аккумуляторная система накопления энергии Домашний резервный генератор на ископаемом топливе
Максимальная пиковая мощность (кВт) 4.5 – 21 кВт 7-10 кВт
Аккумулятор энергии 10,6 – 40,5 кВтч  Зависит от размера бака
Продолжительность Навсегда, если доступна солнечная батарея  Пока не закончится топливо
Резервное копирование всего дома Возможно, но обычно мы проектируем критические нагрузки только для более длительного времени работы  Да
Постоянное резервное копирование критических нагрузок Да — просто добавь солнца!  Нет, ограничивается топливным баком
Шум Тихий – (громкий, как холодильник)  Громко – (громко, как городская улица)
Требуется сервис Нет Ежегодное обслуживание: замена масла и фильтров
Гарантия 10 лет 0–2 года
Интернет-подключение Да, включено в стоимость  №
Готовность к умному дому будущего Да  №
Будущая интеллектуальная сеть готова Да  №
Обеспечивает защиту от изменений нормативных требований к солнечному свету Да¹  №
Требуется наличие еженедельных «упражнений»  Да
Чистая стоимость установки $10 000 – $25 000+² 7000 долларов
Газовая установка Plus н/д  500 долл.  США
Годовая стоимость обслуживания (оценка) Нет 200 долл. США
Годовая стоимость топлива (оценка) Нет  300 долл. США³
Ожидаемый срок службы системы 15  12
Общая стоимость за 10 лет $10 000 – $25 000+² 18 250 долларов США

Сноски:
¹ Установка аккумулирования энергии обеспечивает некоторое снижение риска, связанного с будущей неопределенностью Net Metering и другим риском проектирования тарифов, позволяя клиенту максимизировать собственное потребление , минимизировать плату за потребление или оптимизировать модели использования энергии для возможная скорость использования.
² Себестоимость: предполагается, что хранилище заряжается от системы солнечной энергии и, таким образом, имеет право на получение федерального налогового кредита в размере 26%. Для расширенного времени работы или более высоких возможностей потребуется несколько устройств, поэтому диапазон цен будет варьироваться соответственно. Здесь не показаны государственные стимулы, существующие в некоторых областях.
³ Предполагается 100 г в год при цене 3 долл. США за г пропана

Несмотря на то, что его выходная мощность имеет некоторые ограничения, аккумуляторная батарея бесконечно чище, может работать неопределенно долго при надлежащих проектных условиях, не требует периодического обслуживания и предлагает ряд возможностей, таких как «самопотребление» солнечной энергии. и услуги по поддержке сети, не предлагаемые производителями.По мере того, как технологическая эволюция и жесткая конкуренция приводят к снижению цен на резервные аккумуляторные батареи, мы ожидаем, что в ближайшие 3-5 лет произойдет сейсмическое ускорение внедрения аккумуляторных систем для жилых помещений.

Что говорят клиенты

С помощью Powerwall вы можете хранить солнечную энергию, вырабатываемую в течение дня, для использования в любое время. В течение дня солнце светит на ваши солнечные батареи, заряжая аккумулятор. Ночью ваш дом получает электроэнергию от вашей батареи, обеспечивая дом чистой, устойчивой энергией 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Установка Powerwall с ReVision Energy очень проста. Мы позаботимся обо всем, от проектирования системы до получения разрешений, установки, финансирования и постоянного обслуживания клиентов.

Powerwall состоит из литий-ионного аккумулятора емкостью 14 кВтч, жидкостной системы терморегулирования, встроенного инвертора и программного обеспечения, которое интеллектуально распределяет электроэнергию, когда она больше всего нужна. Блок легко монтируется на стене или на земле и подключается к сети для экспорта избыточной энергии, максимизируя ваши возможности для получения экономической выгоды.

Кристен и Джош из Рочестера, штат Нью-Гэмпшир, установили Powerwall и написали нам:

«Переход на солнечную энергию был для нас мечтой с тех пор, как мы купили дом 10 лет назад, но мы также очень хотели сохранить нашу энергию. С батареей Tesla и нашими панелями мы смогли воплотить эту мечту в реальность! Нам нравится, что мы можем научить нашу дочь альтернативной энергии, обеспечив ей более чистое и зеленое будущее!»

Кейт Олсон и Мэтт Чейни, которые соединили Powerwall со своей солнечной батареей в своем фермерском доме 1870 года во Фрипорте, также в восторге от эффективности своей солнечной батареи:

«Мы живем в относительно сельской местности, где бывают перебои с электричеством.Многие люди покупают генераторы для резервного копирования, но мы никогда не хотели этого делать.

В отличие от генератора, Powerwall работает совершенно бесшумно и включается за доли секунды при отключении сети.

Что касается нас, мы в восторге от захвата энергии и создания электричества в целом, но есть что-то приятное в ощущении, что вы на самом деле используете солнечную энергию, которую производите, а не выбрасываете ее в сеть».

Подробнее: https://www. tesla.com/powerwall или загрузите брошюру Tesla Powerwall (PDF)

.


Перспективные солнечные инвестиции

ReVision Energy в течение многих лет следит за развитием технологий резервного питания домашних аккумуляторов. В первые дни единственным типом систем солнечной энергии были автономные (только аккумуляторные) системы, а затем, с появлением сетевых инверторов, стали очевидны очевидные преимущества подключения к сети.

Теперь технология прошла полный цикл, и потребитель солнечной энергии, подключенный к сети, может пользоваться преимуществами привязки к сети, а также отказоустойчивостью и независимостью от поддержки аккумуляторов.

Клиенты, которые хотят максимально сэкономить на своих инвестициях в солнечную энергетику, могут начать с прямого массива, подключенного к сети, для максимальной экономии и минимальных первоначальных затрат, а затем инвестировать в решение для резервного питания от домашних батарей, когда они будут готовы. Хотя на рынке уже есть отличные аккумуляторные технологии, мы ожидаем, что этот сегмент солнечных технологий будет быстро улучшаться в течение следующих 5-10 лет.

Фотогалерея резервного аккумулятора

Руководство по солнечным батареям

: преимущества, характеристики и стоимость

Производство экологически чистой энергии для вашего дома с помощью солнечных панелей поможет вам сэкономить деньги, использовать меньше ископаемого топлива и уменьшить воздействие на окружающую среду.Думаете ли вы об установке новой солнечной энергосистемы или уже перешли на солнечную энергию, аккумуляторная батарея для хранения энергии поможет вам использовать весь потенциал ваших солнечных панелей. Сохраняя избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями, система «солнечная энергия плюс хранение» обеспечивает надежный и недорогой вариант резервного питания, поэтому, когда солнце садится, надвигаются облака или в вашем районе гаснет свет, у вас всегда будет электричество. на руках и сбережения в магазине.

В этой статье мы рассмотрим, как работают солнечные батареи, а затем погрузимся в стоимость солнечных батарей и то, что вы можете ожидать заплатить, преимущества солнечных батарей и почему вам следует подумать о добавлении хранилища в вашу систему солнечной энергии, солнечную батарею особенности и что сравнивать при рассмотрении различных вариантов солнечных батарей и типов солнечных батарей, чтобы вы знали преимущества и недостатки каждого материала солнечной батареи.Наша цель — помочь вам решить, какие солнечные батареи лучше всего подходят для вашего дома.

Как работает солнечная батарея?

Подумайте о потребностях вашего дома в энергии в обычный день: обычно дому требуется больше энергии утром, когда люди собираются, и ночью, когда используется больше бытовой техники и электроники. В течение дня, когда люди находятся вдали от дома, потребность в энергии снижается, но на самом деле это самые продуктивные часы дня для вашей солнечной энергосистемы, когда она вырабатывает больше всего электроэнергии. Таким образом, отношение производства энергии к потреблению энергии является самым высоким в течение дня, что означает, что вырабатывается избыточная мощность.

Если у вас нет решения по хранению энергии, эта избыточная мощность возвращается в сеть, и вы можете получить за это некоторую компенсацию, если ваша коммунальная служба поддерживает чистое измерение. Кроме того, вы можете добавить солнечную батарею к своей системе солнечной энергии и хранить эту избыточную возобновляемую энергию, чтобы использовать ее, когда это необходимо для питания вашего дома. Солнечные батареи работают, накапливая избыточную энергию, вырабатываемую вашими солнечными панелями, а затем возвращая эту избыточную энергию обратно в вашу систему, когда это необходимо.Солнечные батареи могут хранить избыточную энергию в виде электричества постоянного тока, которое вырабатывается вашими солнечными панелями, или они могут хранить электричество переменного тока, которое уже было преобразовано вашим инвертором.

Можно ли обойтись без солнечной батареи?

Краткий ответ заключается в том, что даже при хранении на солнечных батареях полное отключение от сети обычно не стоит дополнительных затрат и сложности. Оставаясь подключенным к коммунальной сети, вы получаете больше возможностей для получения электроэнергии, и вы можете установить гораздо меньшую солнечную энергетическую систему, которая будет стоить намного дешевле, и при этом сэкономить почти столько же денег, сколько вы могли бы получить с гораздо большей системой, где большинство часть этой избыточной емкости остается неиспользованной большую часть времени.

Чтобы полностью отключиться от сети, вам нужно достаточное количество солнечных батарей, чтобы их хватило на несколько дней типичного использования, и вам нужно достаточное количество солнечных батарей, чтобы как обеспечивать энергией ваш дом, так и постоянно поддерживать эти солнечные батареи заряженными. Это может быть возможно в летние месяцы, когда вырабатывается много энергии, но когда наступает зима, и у ваших солнечных панелей остается меньше часов солнечного света для выработки электроэнергии, вам будет трудно генерировать избыточную электроэнергию, которая вам нужна. держите достаточно в запасе.Никто не хочет беспокоиться о том, сколько электроэнергии вы накопили и хватит ли ее на несколько дней шторма и пасмурной погоды!

Оставаясь подключенным к сети, вы всегда будете иметь резервный источник электроэнергии, когда это необходимо, и вы можете использовать солнечную энергию, когда она доступна, для питания вашего дома, не беспокоясь о том, что произойдет, когда производство ниже среднего. Добавление солнечной батареи при сохранении подключения к сети дает вам еще больший контроль над электричеством и помогает использовать полную мощность ваших солнечных панелей, не позволяя лишней электроэнергии пропадать зря.

Каковы преимущества добавления солнечной батареи к вашей системе солнечной энергии?

Существует множество преимуществ солнечных батарей, которые домовладельцы учитывают, решая интегрировать накопление энергии в свою систему солнечной энергии:

  • Энергетическая независимость  — Возможно, основная причина, по которой вам может понадобиться установка солнечной батареи. Технология хранения солнечной энергии позволяет вам лучше контролировать, откуда поступает ваша энергия, как она используется и что вы можете с ней делать.
  • Увеличьте свои сбережения  — Получая энергию от солнечной батареи, вы по-прежнему можете использовать более доступную электроэнергию, которую производят ваши солнечные батареи, даже ночью или во время грозы. Если вы живете в районе, где цены на электроэнергию зависят от учета времени использования, вы можете сэкономить еще больше, получая энергию от вашей солнечной батареи, когда коммунальные предприятия взимают более высокие тарифы в ночное время или в часы пик.
  • Better For The Environment  — Увеличивая энергетический потенциал вашей солнечной фотоэлектрической системы, вы можете еще больше сократить использование ископаемого топлива, сократив свой углеродный след в окружающей среде и поддерживая технологии, которые помогут продолжить международное движение к лучшее климатическое будущее.

Электричество во время штормов, суровых погодных условий и других перебоев в подаче электроэнергии

Сезонные штормы и другие суровые погодные условия могут повлиять на подачу электроэнергии, что приводит к перебоям в подаче электроэнергии, иногда на несколько часов или даже дней. Хорошим примером является сильнейший зимний шторм , обрушившийся на Техас в середине февраля 2021 года , вызвавший отключение электроэнергии по меньшей мере у 4,5 миллионов клиентов. Чтобы усугубить ситуацию, некоторые техасцы даже застряли с огромными счетами за коммунальные услуги, поскольку некоторые тарифы на электроэнергию взлетели более чем на 7000%  в течение нескольких дней.

Еще одним примером суровой погоды, приведшей к крупномасштабным отключениям электроэнергии, стали масштабные лесные пожары в Калифорнии в 2019 году. Более 2 миллиона клиентов остались без электричества  после того, как коммунальные службы отключили электроэнергию, чтобы сильный ветер не разрушил линии электропередач и не вызвал еще больше лесных пожаров.

Добавление накопителя солнечной батареи к вашей солнечной энергосистеме может избавить вас от стресса, связанного с подобными событиями в будущем, поскольку вы можете использовать энергию, хранящуюся в вашей батарее, даже если остальная часть сети отключается. .Поскольку изменение климата приводит к более суровой погоде и более сильным и еще более разрушительным штормам, можно с уверенностью сказать, что масштабные отключения электроэнергии останутся проблемой в ближайшие годы.

Сколько энергии может храниться в солнечной батарее?

Энергия, которую может хранить солнечная батарея, измеряется в киловатт-часах (кВтч), и разные производители производят батареи, которые могут хранить различное количество энергии. Например, Sonnen Eco доступен с емкостью от 5 кВтч до 20 кВтч на одной батарее.

Кроме того, большинство солнечных батарей могут быть соединены вместе или установлены во взаимосвязанную конструкцию, чтобы обеспечить большую общую емкость хранения, если ваши потребности выше, чем может обеспечить одна батарея.

Как солнечные батареи вписываются в большую электрическую сеть?

В утренние и вечерние часы пик спрос на электроэнергию резко возрастает, так как все больше людей находятся дома и потребляют больше электроэнергии. (Это изменение спроса называется «утиной кривой».) Повышенный спрос заставляет коммунальные предприятия увеличивать выработку электроэнергии на электростанциях, а внезапный рост спроса в определенные часы дня может вызвать перебои, и существуют риски переизбыток.

По сути, коммунальные предприятия должны быть готовы к пиковому спросу, и большая часть их потенциала по выработке электроэнергии остается неиспользованной, когда спрос ниже. Строительство этих избыточных мощностей по выработке электроэнергии обходится дорого и в результате приводит к более высоким тарифам на коммунальные услуги.

Добавление солнечных батарей к домашним солнечным фотоэлектрическим системам может помочь сгладить кривую спроса, поэтому сеть может быть спроектирована для более типичного использования, и ее не нужно строить для скачков и пиков. В течение дня, когда спрос ниже, солнечные панели могут заряжать солнечные батареи, а затем, когда спрос увеличивается, солнечные батареи могут помочь обеспечить необходимую дополнительную мощность, поэтому ее не нужно генерировать коммунальными службами.Таким образом, хранение солнечных батарей играет решающую роль в рационализации производства и распределения электроэнергии в сети и может лучше согласовать мощность коммунальных предприятий с нормализованным спросом.

Сколько стоит установка солнечной батареи в вашем доме?

Стоимость вашей солнечной батареи зависит от множества факторов, в том числе номинальной мощности, способности к глубине разряда, эффективности работы в оба конца и предоставляемой гарантии, но самым важным фактором является емкость батареи. Как правило, чем больше солнечная батарея, тем выше ее стоимость.

Хорошее эмпирическое правило для расчета стоимости солнечной батареи заключается в том, что стоимость киловатт-часа колеблется от 400 до 750 долларов. Таким образом, типичная домашняя солнечная батарея будет стоить от 10 000 до 20 000 долларов, включая затраты на установку.

Если вам нужно несколько аккумуляторов, стоимость всей системы резервного питания от аккумуляторов может быть выше, но Palmetto может порекомендовать количество аккумуляторов, которое вам потребуется, исходя из типичного энергопотребления вашего дома, и предоставить вам различные варианты. для того, сколько солнечной батареи вы, возможно, захотите включить в общий дизайн системы.Если вы ищете ответ на вопрос «Сколько стоит резервная солнечная батарея?» тогда это хорошее место для начала.

Как чистые счетчики влияют на экономику солнечных батарей

Чистые измерения — это когда коммунальное предприятие дает вам кредит на избыточную электроэнергию, которую ваша солнечная энергосистема генерирует и возвращает в сеть. Чистое измерение в основном превращает электросеть в резервную батарею вашего дома, хотя экономика чистого измерения по сравнению с аккумуляторным хранением будет отличаться, если только вы не получаете тот же кредит от сети при предоставлении электроэнергии, что и платите при получении электроэнергии. (Это называется «настоящим сетевым измерением» и не предлагается многими коммунальными службами).

Коммунальные предприятия производят электроэнергию в очень больших масштабах, поэтому они могут производить ее гораздо дешевле, чем берут за нее плату. В результате, даже когда коммунальное предприятие дает чистый зачет за электроэнергию, которую они получают от домовладельца, они хотят засчитывать домовладельцу ту же ставку, по которой они могут производить ее для себя.

Например, коммунальное предприятие может взимать 0,12 доллара США за кВтч за электроэнергию, полученную из сети, но предоставлять кредиты только на сумму 0 долларов США.05 за кВтч, когда вы питаете сеть. Это означает, что если вы получаете кредит за электроэнергию, которую добавляете в сеть, но затем вам приходится выкупать ее позже по более высокой цене, вы в конечном итоге платите на 0,07 доллара больше за ту же электроэнергию, которую вы могли бы сэкономить в системе солнечных батарей. когда вы его сгенерировали. Таким образом, в долгосрочной перспективе зачастую более экономично добавить в дом солнечную батарею вместо использования чистых кредитов на счетчики, потому что вы можете получить полную стоимость любой избыточной электроэнергии, вырабатываемой вашей системой.

Как кредиты учета времени использования влияют на экономику солнечных батарей

Тарифы времени использования (TOU) относятся к тарифам на электроэнергию, которые варьируются в зависимости от времени суток, когда электричество используется. Обычно ставки самые высокие в часы пик (утром и днем/вечером) и самые низкие в течение дня, когда солнечные батареи производят больше всего электроэнергии. Поэтому, если вы живете в районе с тарифами TOU, вы можете использовать преимущества своих солнечных батарей, сохраняя дополнительную солнечную энергию, вырабатываемую при низких тарифах, и используя ее в часы пик, когда тарифы высоки, вместо того, чтобы платить за мощность сети.

Как платежи по требованию влияют на экономику солнечных батарей

Плата по требованию возникает, когда тариф на электроэнергию, который ваша коммунальная служба меняет, зависит от того, сколько электроэнергии вы используете. Чем больше вы используете, тем выше скорость. Тарифы также могут зависеть от количества электроэнергии, которую вы используете в часы пик, когда спрос на электроэнергию выше. Эта политика призвана побудить домовладельцев сократить общее потребление электроэнергии.

Если у вас есть солнечная энергия и вы можете хранить избыточную энергию в солнечной батарее, вы можете значительно уменьшить количество энергии, которую вы используете из сети, поэтому вы будете платить еще меньше за электроэнергию от коммунальных услуг с платой по требованию, потому что ваша общая электроэнергия использования будет намного меньше.

Предлагаются ли налоговые льготы при покупке солнечной батареи?

Нет однозначного ответа на вопрос: «Предусмотрены ли налоговые льготы для солнечных батарей?» потому что это зависит от того, где вы живете, и от того, как спроектирована ваша система солнечной энергии.

При установке солнечной батареи вы можете претендовать на различные финансовые льготы от федерального правительства и правительства штата. Например, если устанавливаемые вами батареи заряжаются от солнечной энергии (а не от сети), они имеют право на получение налогового кредита на инвестиции в солнечную энергию , что позволяет вам сэкономить 26 % от общей стоимости установки.Налоговые льготы применяются непосредственно к вашему налоговому счету, что делает его разумным способом сэкономить при приобретении эффективного способа хранения солнечной энергии.

Кроме того, в некоторых штатах, таких как Калифорния, действуют специальные скидки на аккумуляторы для солнечных батарей, которые могут значительно снизить стоимость их приобретения благодаря таким стимулам, как Программа поощрения самостоятельного производства (SGIP) . В последние годы другие штаты, такие как Мэриленд, также приняли льготу по подоходному налогу для систем хранения энергии .

Характеристики солнечной батареи, которые следует учитывать при сравнении вариантов хранения

Нет простого ответа на вопрос: «Какая батарея лучше всего подходит для хранения солнечной энергии?» потому что у каждой батареи есть плюсы и минусы, которые вы должны сравнить. Прежде чем вы решите, какой вариант солнечной батареи вам подходит, вы должны рассмотреть четыре основных характеристики солнечной батареи: емкость и мощность, глубина разряда, эффективность туда и обратно и гарантия.

1. Емкость и мощность

Сравнение мощности и емкости солнечной батареи обычно является первым шагом в определении того, какая солнечная батарея лучше всего подходит для нужд вашей семьи.

Емкость солнечной батареи — это количество энергии, которое батарея может хранить, измеряется в киловатт-часах или кВтч. Емкость солнечной батареи определяет, как долго вы можете питать свой дом энергией, хранящейся в батарее. (Имейте в виду, что большинство домашних солнечных батарей можно «собирать друг на друга», чтобы включить несколько батарей в одну установку, что позволяет увеличить их общую емкость.) все сразу, измеряется в киловаттах.Иметь аккумулятор большой емкости — это здорово, но вам также необходимо знать, к какой части этой емкости вы можете получить доступ в любой момент времени. Чем выше номинальная мощность, тем больше устройств вы можете подключить одновременно.

Аккумулятор с низкой емкостью и высокой номинальной мощностью означает, что аккумулятор может одновременно питать множество приборов, но в течение короткого периода времени. Напротив, батарея с большой емкостью и низкой номинальной мощностью может одновременно питать только несколько электронных устройств, но может делать это в течение длительного периода времени.

Мощность и емкость — это не сравнение «или-или», и хороший аккумулятор может обеспечивать как большую емкость, так и высокую номинальную мощность, поэтому вам нужно просто следить за обеими функциями и находить правильное сочетание для вашего устройства. потребности семьи.

2. Глубина разряда (DoD)

Глубина разряда — это максимальный процент емкости аккумулятора, который можно безопасно использовать без необходимости подзарядки. Полная разрядка батареи может привести к ее повреждению, поэтому глубина разряда поможет вам понять, какую часть общей емкости батареи можно использовать.

Например, для аккумулятора емкостью 10 кВтч и 90% глубины разряда указано, что перед зарядкой не следует использовать более 9 кВтч (90% от 10 кВтч), чтобы не повредить аккумулятор и не сократить срок его службы. Чем выше уровень разрядки, тем большую часть вашей батареи вы можете использовать изо дня в день.

3. Эффективность в обе стороны

Когда батарея хранит или распределяет электроэнергию, часть энергии превращается в тепло при передаче, а часть необходима для работы технологии внутри самой батареи, поэтому невозможно получить обратно то же количество энергии, которую вы подаете в солнечную батарею.Таким образом, эффективность кругового пути измеряет процентную долю энергии, которую вы можете получить от батареи, по сравнению с тем, что солнечные панели подают в батарею. Например, если вы подаете 10 кВтч в свою батарею, но можете вернуть только 8 кВтч, эффективность батареи в обоих направлениях составляет 80%.

4. Гарантия

Условия гарантии помогут вам определить, как долго вы можете рассчитывать на срок службы солнечной батареи. Подумайте о своем мобильном телефоне — замечали ли вы, что по мере старения он просто не держит такой же заряд, как когда был новым? Солнечные батареи такие же, как батарея в вашем мобильном телефоне, только намного больше.

Гарантийные условия определяют количество циклов (один цикл = одна зарядка и разрядка), которые должна прослужить батарея, а также емкость, которую она должна сохранять, до истечения срока гарантии. По мере увеличения числа циклов батареи ее способность удерживать заряд снижается. Например, вы можете получить гарантию на 10 лет, 5000 циклов, 70% емкости, что означает, что если аккумулятору меньше 10 лет и он имел менее 5000 циклов, в нем должно оставаться не менее 70% первоначальной емкости. .

Гарантия на батарею влияет на цену этой батареи. Как правило, более дорогие батареи имеют более длительные или лучшие условия гарантии, и эта гарантия может помешать вам решать проблемы в будущем, когда ваша батарея устаревает.

Каков срок службы домашней солнечной батареи?

Характеристики выбранной вами батареи будут определять срок службы ваших солнечных батарей и предполагаемый срок службы батареи. Например, от того, насколько быстро снижается номинальная емкость батареи, зависит, как долго ее можно будет использовать, прежде чем потребуется замена.Типичная домашняя солнечная батарея имеет срок службы от 5 до 15 лет, прежде чем производительность батареи снизится настолько, что ее необходимо будет заменить.

Каков срок службы домашней солнечной батареи?

Как правило, ожидаемый срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Как и в случае с большинством аккумуляторов, срок службы солнечной батареи можно увеличить при надлежащем обслуживании, например, при условии, что она работает при определенных температурах, не разряжается за пределом глубины разряда и поддерживает надлежащий уровень заряда, когда она не используется.

Из каких материалов изготавливаются бытовые солнечные батареи?

Большинство людей, которые хотят знать, «Каковы различные типы солнечных батарей?» хотите сравнить различные материалы батареи. Солнечные батареи могут быть изготовлены из литий-ионных, свинцово-кислотных и даже соленых вод. Каждый материал имеет различные характеристики, преимущества и недостатки.

Литий-ионные

Домашние солнечные батареи, изготовленные из литий-ионных аккумуляторов, имеют тот же химический состав, что и аккумуляторы для мобильных телефонов, ноутбуков и электромобилей.Литий-ионные солнечные батареи, такие как Tesla Powerwall и sonnenCore, популярны благодаря своей компактной конструкции, более высокой степени разрядки и более длительному сроку службы по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Из-за этих преимуществ литий-ионные батареи обычно дороже, чем другие типы солнечных батарей, но эти первоначальные инвестиции могут окупиться со временем.

Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные аккумуляторы аналогичны типам аккумуляторов, используемых в большинстве автомобилей, работающих на газе, и десятилетиями использовались в качестве вариантов хранения солнечной энергии, хотя в настоящее время они обычно используются в решениях для самостоятельного хранения. Свинцово-кислотные батареи значительно дешевле, чем другие типы солнечных батарей, но они имеют более короткий срок службы и более низкий рейтинг глубины разряда. Свинцово-кислотные аккумуляторы также имеют меньшую емкость, чем литий-ионные аккумуляторы, поэтому несколько аккумуляторов обычно соединяются вместе в блок солнечных батарей, чтобы обеспечить достаточное количество памяти, что усложняет установку.

Соленая вода

Батареи для морской воды относительно новы на рынке накопителей энергии, и, как следует из названия, они используют соленую воду в качестве электрода для хранения энергии.Ключевым преимуществом аккумуляторов с морской водой является то, что в них не используются тяжелые металлы (свинец и литий), которые требуют тщательной утилизации после того, как аккумулятор больше не используется для хранения электроэнергии. Соленые батареи можно перерабатывать, что делает их более экологичными. Тем не менее, хранение соленой воды по-прежнему является новой и непроверенной технологией, и ни одна компания в настоящее время не продает в больших масштабах технологию аккумуляторов с морской водой для домашнего использования.

Где я могу получить лучшую солнечную батарею?

Компания Palmetto уже более десяти лет помогает тысячам домовладельцев в США получить доступ к чистой солнечной энергии.Наши комплексные решения обещают результаты, которые вы можете отслеживать, и экономию, на которую вы можете рассчитывать. Благодаря многолетнему опыту проектирования солнечных энергосистем, включающих аккумуляторные батареи, чтобы максимизировать вашу экономию, у нас есть знания, необходимые для точного определения того, какой вариант батареи подойдет вам лучше всего.

Если вы планируете добавить в свой дом солнечную батарею, посетите бесплатный оценщик экономии солнечной энергии , который автоматически спрогнозирует ваши будущие сбережения, если вы решите перейти на солнечную энергию, на основе вашего текущего счета за коммунальные услуги, конкретных программ и поощрений, которые находятся в вашем районе и другие факторы.Мы даже принимаем во внимание переменные, такие как налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию, и то, сколько этот налоговый кредит может сэкономить вам, если вы добавите солнечную батарею к своему общему плану использования солнечной энергии для дома. Получить бесплатную оценку — это самый простой способ сравнить варианты солнечных батарей и выбрать лучшие солнечные батареи для вашего дома, поэтому мы с нетерпением ждем возможности помочь вам начать путь к энергетической независимости.

Основы работы с солнечными батареями — SunWize

Большинство контроллеров заряда от солнечных батарей и зарядных устройств работают в 3 этапа.Они известны как этапы Bulk, Absorb и Float. Иногда важно понять, каковы различные конкретные зарядные характеристики для отдельных аккумуляторов, как найти их в литературе производителя, а затем как применить это к конструкции вашей системы!

3 этапа зарядки аккумулятора

Стадия 1 — Массовая загрузка

Массовая зарядка — это первый этап зарядки аккумулятора, который происходит, когда начинает заряжаться почти или полностью разряженный аккумулятор.Источником зарядки может быть солнечный контроллер заряда, специальное зарядное устройство или инверторное зарядное устройство в режиме зарядки. В этой фазе массовой зарядки зарядное устройство подает на батареи постоянный ток (показан красной линией на графике выше). По мере того, как ток (ампер) поступает в аккумулятор с течением времени (горизонтальная ось), напряжение на аккумуляторе начинает расти (синяя линия).

При массовой зарядке ток на батареи постоянный, а напряжение на батареях увеличивается.Большая часть энергии, подаваемой в батарею, происходит на этапе полной зарядки, поскольку батарея может легко получать энергию при полной разрядке. Когда напряжение батареи достигает достаточного значения, зарядное устройство переходит от стадии 1 массовой зарядки к стадии 2 абсорбционной зарядки.

Этап 2 — абсорбционная зарядка

Второй этап заряда аккумулятора — абсорбционный заряд. На этом этапе напряжение батареи практически остается постоянным (синяя линия), а количество тока (красная линия), подаваемого в батарею, уменьшается.В конце стадии абсорбции батарея будет полностью заряжена.

В то время как массовая зарядка отвечает за доведение батареи до 80-90% ее энергоемкости, оставшиеся 10-20% чрезвычайно важны для долговременной работоспособности батареи, чтобы предотвратить накопление серы на пластины аккумулятора, что существенно влияет на производительность и срок службы аккумулятора.

Ступень 3 — Плавающая зарядка

Третий этап зарядки аккумуляторной батареи – подзарядка.На этом этапе батарея достигает состояния полного заряда и начинает поддерживать постоянное напряжение и ток, чтобы поддерживать оптимальные значения напряжения и тока для максимального срока службы батареи.

Время зарядки

Многие люди ошибочно полагают, что поскольку батарея показывает определенное напряжение во время зарядки, она должна быть полной! Это неверно, так как напряжение на аккумуляторе будет зависеть от источника зарядки! Только батареи, которые находились в состоянии покоя, не заряжались и не разряжались в течение некоторого времени (от нескольких часов до суток), показывают правильное напряжение.

Типичное время перезарядки аккумулятора от состояния полного заряда до состояния полного заряда, когда источник зарядки имеет неограниченную мощность, составляет примерно не менее 5–7 часов или дольше. В течение этого периода батарея часто достигает уровня заряда 90 % примерно после половины времени перезарядки, а всю другую половину занимает оставшиеся 10 %. Однако, как мы упоминали выше, эти последние 10% чрезвычайно важны, поэтому не отключайте источник зарядки преждевременно!

Уставки напряжения

Хотя большинство продуктов для зарядки солнечных батарей и аккумуляторов имеют настройки по умолчанию для батарей VRLA, которые должны работать с вашими батареями из коробки, иногда важно понимать, что такое заданные значения напряжения и как они используются.В случае пользовательского программирования или необычных температурных условий необходимо понимать, каковы оптимальные уставки зарядки для вашей конкретной батареи. Это можно найти либо в паспорте батареи, либо в техническом руководстве производителя батареи. Если вы не уверены, мы рекомендуем использовать заданные значения, указанные в одном из технических руководств производителя в верхней части страницы. Эти настройки Gel и AGM будут работать с большинством продуктов Gel и AGM.

В приведенной ниже таблице 5-1 из технического руководства Concorde перечислены типичные уставки абсорбции и плавающего напряжения для линейки AGM-аккумуляторов Sun Xtender.

Мои аккумуляторы заряжены?

Приведенная ниже таблица из технического руководства MK Deka помогает легко проиллюстрировать соответствующие значения состояния заряда (SOC) или количество энергии в аккумуляторе с напряжением аккумулятора. Таким образом, напряжение батареи в диапазоне от 12,6 В до 12,8 В находится в состоянии полного заряда или близко к нему. Аккумуляторы с напряжением от 11,8 В до 12,0 В почти разряжены.

Обратите внимание, что производитель рекомендует оставить батареи «в покое», не заряжая и не разряжая их, в течение полных 24 часов перед проверкой напряжения батарей!

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *