Развитие современных технологий позволило получать альтернативную электроэнергию путем использования природных ресурсов. Солнечные батареи преобразовывают энергию солнечного источника в ресурс электропитания. Комплекс такого устройства составляют отдельные фотоэлектрические детали, которые при соединении дают нужную мощность. Панели для получения солнечной энергии отличаются между собой по типу материала, из которого они изготовлены. На данный момент существует пять разновидностей данных батарей, которых мы расскажем в этой статье.

Разновидности конструкций

1. Наибольшее распространение на сегодняшний день получили батареи, изготовленные на основе фотоэлектрических поликристаллических элементов. Востребованность данного типа альтернативных энергоресурсов объясняется наиболее оптимальным соотношением стоимости изделия и количества получаемой с его помощью энергии. Данную разновидность можно определить по синему цвету и кристаллической структуре образующих деталей, а установка солнечной батареи на даче не составит домовладельцу особого труда.
2. Следующим видом являются панели, образованные монокристаллическими фотоэлектрическими деталями. Они превосходят по своей эффективности предыдущий поликристаллический тип, однако и установка солнечных батарей по цене значительно выше. Отличить данный вид панелей можно по многоугольной форме заполняющих деталей. Следует также отметить, что полностью заполнить площадь батареи такими многоугольниками достаточно сложно, поэтому в результате сооружения отдельные элементы имеют большую удельную мощность, чем батарея.
3. Солнечные панели, выполненные на основе амфорного кремния, имеют сравнительно низкую эффективность работы. Но они пользуются определенным спросом благодаря тому, что производят наиболее дешевую энергию.
4. Изделия из теллурида кадмия также имеют незначительную мощность. В основе изготовления данных панелей лежит пленочная технология. Полупроводники в количестве нескольких сотен микрометров наносят на поверхность тонким слоем. При сравнительно невысоких показателях эффективности такие батареи отличаются достаточной мощностью.
5. Еще одним видом солнечных панелей являются изделия на основе полупроводника CIGS. Батареи этой разновидности также изготовляется согласно пленочной технологии, но они более эффективны, чем панели предыдущего типа.

Преимущества и недостатки

Можно выделить следующие положительные аспекты установки солнечных батарей для дома:

1. Достаточно продолжительный период службы. При этом эксплуатационные показатели оборудования не ухудшаются.
2. Данные технологии редко выходят из строя и соответственно практически не требуют сервисного обслуживания.
3. Оборудование дома или квартиры таким альтернативным источником электроэнергии даст возможность в значительной мере сэкономить затраты на газ и электричество.
4. Солнечные панели отличаются простотой в эксплуатации.

В качестве недостатков солнечных панелей следует выделить:

• высокую стоимость изделия;
• батареи уступают по эффективности традиционным источникам энергии;
• также для синхронизации энергии, получаемой от батарей и традиционной энергии, потребуется установка дополнительного оборудования, что повлечет за собой расходы;
• панели для получения солнечной энергии нельзя применять для тех приборов, которые нуждаются в большей мощности.

Принцип работы

Чтобы определиться с выбором панелей для получения солнечной энергии, следует ознакомиться с несколькими нюансами их действия:

1. В первую очередь нужно понимать, что количество энергии, которую вырабатывают батареи, напрямую не может зависеть от эффективности изделия. Все виды солнечных установок способны дать одинаковую мощность. Отличие состоит в том, что для аппаратов, которые имеют большую эффективность, потребуется меньше места.
2. Так, например 8 м² панелей из монокристаллического кремния дадут 1 киловатт энергии. Для получения аналогичного результата при применении батареи из амфорного кремния понадобится уже 20 м² изделия.
3. Помимо площади батареи, на итоговый результат выработки энергии влияет и интенсивность солнечного излучения.

Установка солнечных батарей

Панели монтируются на специальную конструкцию. Благодаря ей система фотоэлементов способна выдержать атмосферные воздействия, например сильные порывы ветра, а также обеспечивается необходимый угол наклона. Такая конструкция делится на несколько видов:

1. Первый вид – наклонный. Он предназначен для установки на любом типе ската крыши.
2. Ко второму относится горизонтальная конструкция, которая монтируется на плоские крыши.
3. Третий тип представлен свободностоящей моделью. Установка солнечных батарей на крыше данного вида также может быть произведена на кровлю любого типа.

Процесс монтажа солнечной батареи выглядит следующим образом:

1. Для фиксации каркаса конструкции потребуются металлические угольники размером 50х50 мм, а также угольники для распорных перекладин толщиной 25х25 мм. Благодаря наличию данных деталей конструкция получает необходимую прочность, устойчивость и необходимый угол наклона.
2. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм.
3. Под покрытие крыши конструкция подвешивается посредством шпилек размером 12 мм.
4. В угольниках следует просверлить отверстия, в которых при помощи шурупов нужно закрепить панели.
5. В процессе работы необходимо следить за тем, чтобы в каркасе отсутствовали перекосы. Иначе стекло может лопнуть вследствие перенапряжения.
6. Установка солнечной батареи на балконе осуществляется по аналогичному принципу, за исключением того, что подвешивается такая конструкция на наклонный каркас. Его следует фиксировать между торцевой и несущей стеной, на солнечной стороне здания.

Рекомендации к процессу

Чтобы в процессе эксплуатации получить максимальный КПД панелей следует придерживаться некоторых рекомендаций:

1. Как правило, батареи для получения альтернативной энергии устанавливают на крышах или стенах зданий. В отдельных случаях для монтажа конструкции применяются специальные опоры.
2. Во всех случаях должны отсутствовать затемнения. Батареи следует располагать так, чтобы на них не попадала тень от деревьев, соседних домов и т.д.
3. Также следует учесть, что монтаж панелей осуществляется рядами, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы верхние ряды не затемняли нижние.
4. Опасность попадания тени на изделие заключается в том, что это станет причиной частичного или полного прекращения выработки энергии. Помимо этого существует вероятность образования токов «обратной связи», что в свою очередь спровоцирует неисправность устройства.
5. Для эффективности работы батареи особое значение имеет правильная ориентация относительно солнца. Это нужно для того, чтобы поверхность батареи получала максимальный поток солнечных лучей. Следует вычислять необходимую ориентацию исходя из географического положения здания. Например, если установка осуществляется с северной стороны, то панели должны монтироваться в направлении юга.
6. Также в процессе установки необходимо учитывать и угол наклона изделия. Его следует определять, также ориентируясь на географическое местонахождение. Угол должен равняться широте расположения здания. Так как солнце в зависимости от сезона меняет свою высоту над горизонтом, нужно предусмотреть корректировку угла установки солнечных батарей. Как правило, выполнять коррекцию приходится примерно на 12°.
7. Монтировать изделия следует таким образом, чтобы к ним был доступ. Данные конструкции не требуют особенного ухода, но время от времени их необходимо очищать от загрязнений и снега. По мере своего накопления дождевые разводы, пыль и остатки снега способны снизить эффективность установки.

Подключение

Энергию, вырабатываемую батареей, нельзя использовать напрямую в каких-либо приборах. Для получения напряжения следует установить инвертор между панелью и сетью потребления. Существует три варианта подключения солнечных батарей:

1. Первый вариант схемы установки солнечных батарей предполагает автономное подключение. Данный способ является наиболее подходящим в тех местах, где отсутствует централизованная система электроснабжения. Автономную систему образуют аккумуляторные батареи с большой мощностью. Принцип их действия заключается в накапливании энергии в дневное время и солнечную погоду. После чего потоки направляются в сеть, когда наступает период недостаточного освещения.
2. Вторым способом является резервное подключение. Данный вариант используется там, где есть централизованная сеть энергообеспечения. Подключение резервного характера, как правило, исполняет роль дополнительного источника энергии и применяется в случаях, когда основные источники в силу каких-либо обстоятельств выходят из строя. Также данная система может быть использована для стабилизации электрического тока, проходящего по сети, в случае снижения его характеристик.
3. Третий вариант заключается в подключении к сети и предполагает выработку избыточной энергии солнца и последующего ее поступления в сеть для продажи.

Заключение

Батареи, позволяющие получать электроэнергию при помощи аккумуляции солнечной энергии, являются достаточно удобной альтернативой позволяющей экономить традиционные ресурсы. Установка солнечных батарей своими руками посильна для каждого домовладельца, стоит лишь учесть некоторые правила и особенности рабочего процесса. Но принимая решение о монтаже такого оборудования, следует понимать, что данные батареи имеют и недостатки. Это значительная стоимость, низкая эффективность в холодное время года и небольшая эффективность сравнительно с традиционными источниками.

Установка солнечных батарей на видео показана ниже: