A mennyből a földre ömlő energia óceánját tekintve továbbra is függünk az elektromos hálózattól.

Ha a város áramellátása többé-kevésbé stabil, akkor a városon kívül a lakosok rendszeresen a „világvége” résztvevőivé válnak.

Hogyan biztosítsuk otthonának megbízható áramforrást, és ne vonja el magát attól a kényelemtől, amely lehetetlen az "elektronok irányított mozgása" nélkül? A válasz elméletileg elég egyszerű, a gyakorlatban azonban sokak számára ismeretlen.

Ezek egy magánház napelemei, ezek az autonóm létezés legfőbb feltételei.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogy mik ezek az eszközök, azok típusa, jellemzői és használatuk hatékonysága.

A napelemek típusai

Az iskolai fizika tanfolyamon ismerjük a fotoelektromos hatást. Félvezetőkben fény hatására keletkezik. Minden napelem ezen az elven működik.

Nem fogunk elmélyülni a folyamat elméletében, de csak a legfontosabb gyakorlati szempontokat vesszük figyelembe:

• Három típusú napelem létezik: monokristályos és polikristályos, valamint amorf szilícium panelek (rugalmasak).
• Mindannyian egyenáramot (12 vagy 24 V) generálnak.
• Ezen eszközök élettartama meghaladja a 20 évet.
• A nagy teljesítményű akkumulátor nem képes hatékonyan működni kiegészítő berendezések (vezérlő, akkumulátor, inverter) nélkül.

Most nézzük át részletesen az egyes elemeket. A monokristályos panel a polikristályoshoz képest nagyobb teljesítményt produkál egységnyi felületre. Ugyanakkor az ára lényegesen magasabb.

A polikristályos cellák teljesítménye 15-20% -kal alacsonyabb, de felhős időben enyhén csökken. Egyetlen kristályban viszont diffúz megvilágítással az áramtermelés élesen csökken. Az amorf szilíciumból készült napelem akkumulátor olcsóbb, mint a polikristályos, de élettartama 2-3-szor rövidebb. A felsorolt ​​tények alapján jövedelmezőbb polikristályos paneleket vásárolni.

Napelem állomás felszerelés

Erős napelem akkumulátor nyaralókhoz – a készülék nem önellátó. A kapott energiát valahol el kell tárolni, hogy este és felhős időben a háztartási készülékeket teljes mértékben felhasználhassák.

Ezért minden esetben nagy és tartós akkumulátorra van szükségünk. Egy fontos árnyalat van a választásában: ne próbáljon pénzt megtakarítani starter autó akkumulátorának megvásárlásával. Rosszul alkalmas ciklikus energiatárolásra, és nem tolerálja a mély kisülést. Fő célja egy erőteljes, de rövid távú áram biztosítása a motor beindításához.

Az energiatároláshoz és a lassú energiafogyasztáshoz más típusú elemekre van szükség: AGM-re vagy gélre. Az előbbiek olcsóbbak, de rövid az élettartamuk (legfeljebb 5 év). A gélelemek drágábbak, de sokkal hosszabb ideig (8-10 évig) tartanak.

A vezérlő az autonóm napelem másik fontos eleme. Számos feladatot lát el:

• A teljes feltöltéskor válassza le az akkumulátort az akkumulátorról, és új áramfeltöltés céljából bekapcsolja.
• Kiválasztja az optimális töltési módot, növelve a tárolt energia mennyiségét.
• Maximális élettartamot biztosít.

A naperőművekben többféle vezérlőt használnak:

• BE / KI "be-ki";
• PWM;
• MPPT.

A legolcsóbb eszköz egyszerűen leválasztja a napelemet az akkumulátorról, amikor a kapcsain a feszültség a maximális szintre emelkedik. Ez nem a legjobb megoldás, mivel az akkumulátor ekkor még nincs teljesen feltöltve.

A drágább PWM vezérlő okosabban működik. A maximális feszültség elérése után egy előre meghatározott szintre csökkenti és pár órán át tartja. Ezzel teljesebb szintű energiatárolás érhető el.

Végül, a legintelligensebb MPPT típusú vezérlő a legtöbbet kihozza a napelem teljesítményéből minden üzemmódban. Ez lehetővé teszi, hogy további 10-30% áramot tároljon az akkumulátorban.

Függetlenül a felhasznált félvezető anyagok típusától (polikristályok, monokristályok, amorf szilícium), a napelemes elem sorozatosan összekapcsolt modulcellákból álló lánc. Mindegyikük kis feszültséget (0,5 volton belül) és gyenge áramot generál (amper tizede). Együtt dolgozva "elvezetik" a felhalmozott energiát egy közös csatornába, és az akkumulátor kijáratánál nagy erősségű és állandó feszültségű áramot kapunk (12 vagy 24 volt).

A napelemes berendezések blokkvázlata

A szokásos háztartási elektromos készülékeket 220 V-os feszültségre tervezték, így "állandóból" nem fognak működni. A DC átalakítását AC-vé külön inverter eszköz végzi. Befejezi a napelemhez szükséges berendezések láncolatát.

A szolárállomás alkatrészeinek viszonylag magas kezdő költsége ellenére működése nyereséges a fő elemek: fotokristályos panel és akkumulátor nagy "élettartama" miatt.

Hány napelemre van szüksége az otthoni és a nyári házikókhoz?

Itt minden egyszerű. A vevőnek nem kell foglalkoznia a szolárállomás teljesítményének komplex számításával és kiválasztania az elemeket. Ezt a munkát már elvégezték olyan cégek szakemberei, amelyek gyártják és értékesítik ezeket a berendezéseket.

A fogyasztó az igényei alapján csak kész készletet választhat a kínált kínálatból. Példaként vegye figyelembe az eladók webhelyein bemutatott számos szokásos opciót (releváns a 2016-os évre vonatkozóan).

Az egyik panelre épített, 250 wattos napelem állomást úgy tervezték, hogy áramot szolgáltasson az 1. táblázatban felsorolt ​​fogyasztóknak.

1. táblázat: 250 watt teljesítményű szolárállomás fogyasztói

Hozzávetőleges ára a 2. táblázatban feltüntetett eszközök költségéből áll.

2. táblázat: 250 wattos állomás felszerelésének költsége

Az 500 watt teljesítményű szolárállomás képes villamos energiát szolgáltatni a 3. táblázatban meghatározott háztartási készülékek számára.

3. táblázat: 500 wattos naperőmű energiapotenciálja

Hozzávetőleges költsége (a berendezés típusainak és típusainak bontásával) a 4. táblázatban található.

4. táblázat

Az 1000 wattos naperőmű nemcsak a gazdaságos LED izzók, TV, laptop és parabolaantenna áramellátására képes. Velük egyidejűleg mikrohullámú sütőt, vízszivattyút vagy erős elektromos tűzhelyet "húz" (5. táblázat).

5. táblázat

Ennek a napelemnek az alapja 4 napelem, mindegyik 250 watt teljesítményű. A teljes eszközkészletért (kivéve a telepítés, a tengelykapcsolók és a kábel költségét) ki kell fizetnie a 6. táblázatban feltüntetett összeget

6. táblázat: 1 kW teljesítményű naperőmű becsült berendezési költsége

A bemutatott eszközkészleteket tanulmányozva könnyen belátható, hogy az inverter költsége összehasonlítható a napelem akkumulátorának árával. Ezért néhány naperőmű-tulajdonos szívesebben csinál inverteres átalakító nélkül. Háztartási készülékeket vásárolnak otthonaikba, amelyek 12 V DC-vel működnek. A magas ár mellett az inverter a működés során a napelemtől kapott energia körülbelül 10% -át elfogyasztja. Ezért a berendezésláncból való kizárása jó megtakarítást eredményez.

Telepítési jellemzők

A napelemek telepítése technikailag egyszerű folyamat, de nagyon felelősségteljes. Az erős panelek területe és súlya meglehetősen nagy, ezért megbízható rögzítésre van szükségük vezetők és speciális rögzítők segítségével. Ezenkívül a tetőn gondoskodni kell arról, hogy könnyen hozzáférhetők legyenek az elemek a portól és hótól való tisztításhoz.

Az áramtermelés közvetlenül attól függ, hogy a napsugár mennyire esik a fotocellákra. Ezért a napelemeket nem egy helyzetben rögzítik, hanem forgó készülékekre szerelik.

A napelemek ajánlott dőlésszögei

A napelemeknek két fő pozíciója van: nyár és tél. A dőlésszög megváltoztatásával a maximális hatékonyság érhető el a szolárállomástól.

Tipikus vélemények

Két csoportra oszthatók: vélemények azokról, akik már használják ezeket az eszközöket, és mindenki véleménye, aki éppen tanulmányozza az autonóm áramellátás kérdését.

A legtöbb napelemes tulajdonos elégedett a választásával. Miután felépítették velük vidéki házukat, megjegyzik a napelemek megbízhatóságát, szezonalitását és hatékonyságát. A vásárláson gondolkodók kételyüket fejezik ki a gazdasági életképességgel kapcsolatban, tartva a berendezések hosszú megtérülési idejétől.

Kifejezzük véleményünket erről a témáról. Figyelembe véve a külső hálózatoktól kapott villamos energia stabil növekedését, a szolárállomás használata nem nevezhető veszteségesnek. Ha olyan területekről beszélünk, ahol az áramellátás teljesen hiányzik, vagy gyakori leállások jellemzik, akkor a napelem állomása vitathatatlan lehetőség.

Önszerelés

Két tényező motiválja az otthoni kézműveseket a napenergia kipróbálására: a heliopenelek költségeinek csökkentésére irányuló vágy és e munka újszerűsége.

Az önszereléssel elért megtakarítás lenyűgöző. A fényképezőgépekből és vezetőképes szalagokból álló barkácskészlet akár 50% -kal olcsóbb, mint a gyárilag összeszerelt akkumulátor. Megvásárolhatja orosz online kereskedési platformokon, vagy megrendelhet közvetlen szállítást a gyártó országból.

Nagyon sok választ talál arra a kérdésre, hogyan lehet saját kezével napelemet készíteni otthona számára a világméretű hálózaton. A folyamat szóbeli leírása mellett itt találhat ésszerű videókat, amelyek egyértelműen bemutatják annak fő szakaszait.

Az ilyen útmutatókban található gyakorlati tanácsok felbecsülhetetlen tapasztalatokon alapulnak a próbák és hibák során. Segítenek az újonnan érkezőknek abban, hogy komoly pénzügyi veszteségek nélkül sikeresen elvégezzék ezt a munkát.

A napelem összeállítása a következő lépéseket tartalmazza:

• fotocellák szekvenciális forrasztása egyetlen energia láncba vezetőszalag felhasználásával;
• üvegkeret gyártása.

A legfontosabb pillanat az, hogy a fotócellákat átlátszó tömítőanyaggal töltjük meg, és üvegezett kerettel kombináljuk. Itt van egy bevált technológia, amelynek alapja egy vastag habgumi lap, amely megvédi a törékeny fotocellákat a pusztulástól.

A kézi összeszerelés hívei javasolják, hogy ne spóroljanak meg a tömítőanyaggal. Ha túl vékonyan van elhelyezve, nedvesség juthat be az akkumulátorba. Elpusztítja a napelemeket és a vezető utakat.