Виды солнечных батарей и их стоимость
Last Updated on 04.10.2017 by Sia
Миллионы семей в современном мире мечтают о минимальных коммунальных расходах. Дорогие чеки за газ и электроэнергию, постоянно являются ограничивающим фактором развития. Потребление электроэнергии растет во всем мире год от года. По объективным обстоятельствам, стоимость предлагаемой электроэнергии тоже растет. Наблюдается увеличение стоимости самих энергоносителей, и амортизационных расходов, не зависящих от потребителя. Взять в свои руки электрическую генерацию у себя дома призваны современные фотоэлектрические преобразователи для дома или солнечные батареи. Стоимость комплекта и варианты установки различны.
Содержание
Особенность работы и виды солнечных элементов питания
Принцип работы солнечной батареи это p-n переход. Преобразование энергии света в электрическую энергию происходит благодаря выталкиванию электронов из их кристаллических решеток.
Все солнечные батареи, представленные для частного домашнего использования, делятся на два основных типа:
- кремниевые;
- полимерные.
Кремниевые батареи являются наиболее эффективными, но и цена на них самая высокая, среди имеющихся в продаже. Чтобы понять соотношение цен кремниевых солнечных батарей для дома, нужно знать чем они отличаются.
Монокристаллические элементы
Ячейки монокристаллических панелей смотрят в одном направлении, наводить их надо строго по солнцу. Коэффициент полезного действия таких батарей самый высокий и достигает 22 процентов. В действительности при отклонении солнца от прямого попадания лучей на панель, коэффициент полезного действия резко падает. В пасмурное время в сумерки и с рассветом такие батареи обладают минимальной отдачей.
Во многих странах мира, где используют энергию солнца, именно монокристаллические панели завоевали рынок. А для достижения максимального эффекта устанавливают специальные поворотные системы, позволяющие всей батарее двигаться в течение дня вместе с солнцем, увеличивая тем самым время работы максимального коэффициента полезного действия. Стоимость монокристаллических батарей максимальная и достигает 500 тысяч за комплект.
Поликристаллические элементы
Многостороння направленность ячеек поликристаллических панелей способствует увеличению отдачи в пасмурную погоду и не зависит от положения солнца. Коэффициент полезного действия таких батарей ниже и составляет восемнадцать процентов. Использовать поликристаллические кремниевые солнечные батареи можно в условиях севера, в тех регионах, где солнца очень мало. В связи с большей своей универсальностью, продается таких панелей больше всего на сегодняшний день.
Аморфные элементы питания
Аморфные батареи – самые недорогие керамические панели, из-за непосредственного нанесения кремния, прямо на подложку. Максимальная эффективность в пасмурную погоду и минимальный коэффициент полезного действия составляет всего пять процентов. Такие батареи пригодятся в качестве дополнительного источника электроэнергии. В связи со своей неприхотливостью и простотой их можно легко установить на крыше. К преимуществам относят:
- КПД в жаркую погоду выше, чем у кристаллических элементов питания.
- Вырабатывают энергию даже при рассеянном освещении.
- При производстве гарантирован меньший процент брака.
- При тени или грязи теряют меньше своей эффективности.
Недостаток один – КПД в два раза меньше, чем у поликристаллических панелей.
Микроморфные батареи
В микроморфных кремниевых батареях имеется два слоя полупроводников, тем самым увеличивается спектр восприятия солнечного света, повышая эффективность батареи. От аморфных отличает присутствием наноструктурированного микроморфного слоя.
Полимерные панели
Полимерные элементы питания самые дешевые в производстве, состоят из нескольких слоев различных полимеров. Свойства их позволяют выдавать от 5 до 10% КПД.
Эксплуатация солнечных элементов питания
Основные тенденции, толкающие человечество к использованию энергии солнца – это стремление к независимости от внешних источников электроэнергии. Независимость от незапланированных отключений света, вплоть до зарабатывания денег на выработке энергии.
Основное использование фотоэлектрических преобразователей делится на четыре типа.
- как дополнительного источника электроэнергии;
- как основного источника электроэнергии;
- как дополнительного источника тепловой энергии;
- как основного источника тепловой и электрической энергии.
В случае дополнительного источника электроэнергии дому не понадобятся громоздкие сооружения в подвале и аккумуляторы. Солнечные батареи можно подключить непосредственно к тем электроприборам, потребление которых составляет 12 вольт. Использовать 24-х вольтовые системы не рекомендуют потребители, в связи с низкой эффективностью. Используют сети 220 вольт, через специальный преобразователь – инвертор.
Характеристика функционирования
При использовании как основного источника электроэнергии, в комплекте с солнечными батареями должны стоять аккумуляторы, для преобразования энергии в ночное время. В дневное же время, излишняя энергия заряжает накопительское устройство. Этот способ можно применять и при частичном электроснабжении дома. Во время длительного отсутствия солнечного света, желательно иметь альтернативные источники. Дизельный или бензиновый, ветровой электрогенераторы помогут создать бесперебойную систему собственного загородного дома, не подключая его к электрической сети.
Солнечную энергию используют и в качестве источника тепловой энергии. Главный элемент такого преобразователя – солнечный коллектор. Применение его вместе с другими источниками тепловой энергии позволяет экономить до 40 процентов вырабатываемого тепла в доме.
Использование для выработки электричества и тепловой энергии в загородном доме позволяют целые системы, подобно мини-ТЭЦ. Максимально снижая энергетические затраты.
Комплектация солнечных элементов питания
Стандартный комплект солнечных батарей для дома входит
- солнечные панели;
- инвертор;
- контроллер заряда;
- аккумуляторные батареи.
Солнечные панели вырабатывают постоянный электрический ток в двенадцать, двадцать четыре и сорок восемь вольт.
Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный. Существует множество электрических приборов, работающих на двенадцати вольтах. Чтобы существенно сократить потери электроэнергии на преобразованиях, желательно такие приборы подключать напрямую к солнечным батареям и аккумуляторам. Коэффициент полезного действия таких систем значительно выше – до семидесяти процентов. Через инвертор происходит подключение к электрической сети и к аккумуляторным батареям.
Контроллер заряда, из собственно названия, контролирует резерв аккумуляторных батарей. Отключает потребление электроэнергии аккумуляторами после полной их зарядки.
Аккумуляторные батареи накапливают электрический ток и выдают его по необходимости в темное время суток, в отсутствии других источников электричества.
Средняя стоимость комплекта солнечных панелей
Цена на домашнюю электростанцию зависит от многих факторов, какой тип панелей потребитель выбирает и какой фирмы производителя. Расчет делают по суммарной нагрузке, которую покупатель предполагает получить от системы. Простой способ посчитать стоимость, это определить цену примерно на 100 ватт, или на 1 кВт.
Домашний комплект на 1 тыс. ватт стартует с 18 тысяч рублей. Это комплект китайского производства. Если брать с мощностью в два киловатта, стоимость составит от ста двадцати до ста сорока тысяч рублей.Европейский комплект на сто ватт обойдется в тридцать тысяч, а комплект оборудования на два киловатта достигает двухсот пятидесяти тысяч рублей.
В России такое производство только начинает свою историю, в данный момент – это не самые экономичные комплекты. Если брать на сто ватт, то стоимость комплекта выйдет в районе от двадцати до тридцати тысяч рублей, а двух кВт электростанция обойдется в двести сорок тысяч рублей.
Соединенные штаты Америки предлагают на рынке свои комплекты, стартуют цены от сорока тысяч за сто ватт и достигают четырехсот тысяч, в расчете на два киловатта.
Есть еще производители из других стран Азиатского региона. Их стоимость находится между китайскими и российскими. Минимальный срок эксплуатации все производители гарантируют десять лет. Это обусловлено сроком службы аккумуляторных батарей.
Стоимость на комплектующие детали
Цены на сами панели довольно различны. Стартуют с шести тысяч рублей за панель на сто ватт. Естественно, такой мощности хватит разве, что на пару лампочек и зарядки телефона. За последнее время стали пользоваться максимальным спросом панели поликристаллические на триста ватт, их стоимость от двадцати тысяч рублей, но и отдача довольно серьезная, при высоком коэффициенте полезного действия.
Контроллеры стоят от трех с половиной тысяч рублей. Из них самые недорогие – китайского производства. Контроллеры тоже рассчитываются на определенную мощность. К примеру, на два с половиной киловатта стоимость контроллера, самого недорогого китайского производства стартует с восемнадцати тысяч, отечественные контроллеры на три киловатта обойдутся в двадцать–двадцать пять тысяч рублей.
Инвертор тоже затратная деталь. Одним из самых надежных инверторов считается отечественный, рассчитанный на четыре с половиной киловатта, стоимостью в шестьдесят три тысячи рублей. Конечно, всегда можно найти замену и использовать на максимальной мощности недорогие китайские или азиатские инверторы, но при максимальной мощности они серьезно греются, теряя производительность. Выход их из строя может произойти уже на второй год использования.
В зависимости от номинальной мощности потребления, довольно серьезные затраты приходятся на аккумуляторные батареи. Учитывая их короткий срок службы (от пяти до десяти лет), можно записывать расходы на их покупку в затраты на производство электроэнергии у себя дома. В среднем хороший аккумулятор стартует с шести тысяч рублей и далее, есть специальные батареи, рассчитанные на двадцать четыре вольта и на сорок восемь, но их применение не целесообразно.
Рекомендации специалистов по установке
Прежде чем начать установку купленных элементов питания, необходимо разобраться, где будут установлены сами солнечные панели. На крыше, во дворе либо на специальных стойках, в случае отсутствия места. Нужно предусмотреть расположение аккумуляторных батарей в непосредственной близости от солнечных элементов питания, для уменьшения затрат на провода. Ведь провода для постоянного тока гораздо больше в диаметре, нежели чем для переменного. Если потребитель использует панели на крыше, то и все оборудование желательно установить здесь же на чердаке.
При монтаже на крыше, нужно убедиться, что общий вес панелей, с учетом снеговой нагрузки, не привесит расчетных данных по безопасности. Рекомендуется ставить панели под углом двадцати градусов к линии горизонта. Это значение для северного полушария оптимально.
Устанавливают элементы и на стенах, но для этого используют специальные кронштейны. Должен быть доступ ко всем элементам конструкции.
При креплении на крыше обязательно должен быть доступ для очистки панелей от пыли, грязи и снега. Загрязнение может снизить выработку электроэнергии до нуля.
Итоговые подсчеты
Стоимость подключения промышленных объектов очень высока, а цена электроэнергии в некоторых регионах превышает 7 рублей за киловатт. Потребление собственной электроэнергии является разумным выходом. Пользуясь бесплатными источниками электроэнергии и тепловой энергии, потребитель станет независим от внешних обстоятельств, что так актуально в нынешнем мире.
Небольшой расчет стоимости электроэнергии для дома.
- Стоимость подключения дома к электроэнергии стартует от 30 тыс. рублей и выше, в зависимости от удаленности, количества проводов и согласований.
- Суммарное потребление электроэнергии 6 киловатт в час.
- Среднее потребление в месяц – 2 тыс. киловатт.
- Тариф для Подмосковья на 2017 год составляет 5,04 руб./кВт.
Итого в год получается сумма – 120 тыс. рублей, плюс подключение, около 150 тыс.
За десять лет потребитель потратит 1 млн 230 тыс. рублей на электроэнергию в загородном доме.
Что же с солнечными батареями?
- Установка на 6 киловатт обойдется в 360 тысяч рублей. Установка – 40 тысяч рублей.
- Следующие затраты только через 10 лет, для замены аккумуляторов.
После несложных подсчетов за 10 лет, общая стоимость – 400 тыс. рублей. При прочих неудобствах, постоянной проверке счетчиков и поднятии тарифов, потребитель получает свой тариф на электроэнергию, который будет только снижаться. За первые 10 лет тариф составит 1,6 рубля за кВт. На следующие 10 лет сократиться в 3 раза.
