Сонячні панелі: що це, принцип роботи та як вибрати для дому

З кожним роком альтернативні джерела енергії набувають все більшої популярності. Одним із найпоширеніших видів є сонячні батареї. Принцип їхньої роботи доволі простий: панель отримує сонячну енергію, трансформує в електричний струм, накопичує електрику та віддає її. Стандартна комплектація сонячної панелі містить інвертор, акумулятор, контролер заряду та стабілізатор напруги. Як працює сонячна панель та яку вибрати для дому — розберемося у цій статті.

Як працюють сонячні батареї

Завдяки сонячним батареям можна ефективно переробляти сонячне світло в електроенергію, і тим самим забезпечувати домашні потреби. Але пам’ятайте, що недостатньо просто купити сонячні панелі, варто дізнатись як вони працюють, якими вони бувають та яку ще допоміжну техніку варто придбати.

Головним складником сонячної батареї є тонкі кремнієві пластини, які вбирають світло для його подальшого перетворення на електроенергію. Вони послідовно з’єднані між собою герметиками в один ланцюг, який доповнено алюмінієвим профілем, проводами та розподільною коробкою.

Отримана енергія накопичується в акумуляторі, який необхідно під’єднати до сонячної батареї. Крім цього, важливо також використовувати контролер заряду. Завдяки йому можна забезпечити правильне навантаження та вольтаж для заряду АКБ.

Від сонячної панелі до АКБ йде постійний струм. Для використання в побутових цілях його потрібно перетворювати в змінні 200 В і 50 Гц. Для цього використовується інвертор — один із найважливіших елементів сонячної батареї для дому. Крім нього використовується стабілізатор напруги. Він підтримує оптимальні показники напруги в мережі.

Види сонячних батарей

Відрізняються сонячні батареї за матеріалом, з якого виготовляються їхні пластини. Вони можуть бути полікристалічними та монокристалічними. Обидва види мають свої особливості та підходять для різних цілей.

Сонячні батареї різних видів можна купити на OLX.

Полікристалічні батареї

Полікристалічні сонячні панелі — це найпопулярніший варіант альтернативного джерела енергії. Їх ще називають «мультикристалічними», оскільки для виготовлення таких панелей використовуються кристалічні частинки з певним відсотком домішок. Спосіб виготовлення полікристалічних панелей найменш затратний, що впливає на їхню вартість. Проте вони дають меншу потужність у порівнянні з іншими панелями.

Усі сонячні елементи полікристалічної батареї встановлені в спеціальний модуль-ламінат. Зазвичай вони мають прямокутну форму та синій відтінок. Модуль надійно захищає панель від дощу, снігу та інших погодних умов. Проте варто враховувати, що деякі моделі можуть бути чутливими до перепадів температури. Після досягнення встановленого температурного порогу відбуваються певні фізико-хімічні зміни, що може негативно вплинути на потужність сонячних панелей та термін їхньої служби.

Монокристалічні батареї

Монокристалічні сонячні панелі виготовляються з кремнієвих злитків високої якості. Це впливає на вартість батарей, проте значно підвищує їхню ефективність. Вони мають вигляд квадратів, а невеликі розміри сонячних панелей дають змогу без проблем встановлювати їх у приватних будинках.

Монокристалічні панелі, або Mono-Si, краще генерують електроенергію, ніж їхні аналоги. Коефіцієнт корисної дії таких панелей складає приблизно 17 — 22 %, а термін служби — 25 років. Також значною перевагою цих батарей є ефективна робота в умовах хмарності.

Гнучкі сонячні батареї

Гнучкі сонячні панелі працюють за тим самим принципом, що й полікристалічні та монокристалічні панелі. Проте вони містять кремнієві пластини, які в 300 раз менші. Це дає змогу їм згинатись, не втрачаючи свою функціональність. Такі панелі є досить недорогими у виготовленні, що позитивно впливає на їхню вартість.

Гнучка портативна сонячна панель здатна працювати за низьких температур та має легку вагу. Завдяки цьому підійде така сонячна батарея для кемпінгу, альпінізму та інших видів активного відпочинку. Недоліком таких панелей є зниження ефективності в процесі експлуатації та внаслідок цього короткий термін служби.

Тонкоплівкові

Тонкоплівкова батарея є найдешевшим та найлегшим різновидом сонячних панелей. Її коефіцієнт корисної дії невисокий, проте вона чудово працює як портативна сонячна батарея. Завдяки еластичності такої панелі, її можна наносити на поверхні будь-якої форми. Тонкоплівкова батарея добре приймає сонячні промені навіть у похмуру погоду.

Що можна живити від сонячних панелей

Сонячні панелі є універсальним джерелом енергії. Від них можуть працювати:

• побутові електроприлади;
• система підігріву підлоги;
• зовнішнє освітлення;
• помпа, зарядна станція та інші домашні установки.

Світлові батареї можуть бути як основним джерелом енергії для будинку, так і додатковим. Їх можна поєднувати із централізованим електропостачанням, самостійно визначаючи, що саме вони будуть живити.

Також у продажу можна знайти переносні сонячні батареї. Така туристична сонячна панель може заряджати техніку через USB-роз’єм у будь-якому місці. Компактна міні сонячна батарея зручно вміщається в рюкзак чи багажник автомобіля під час подорожі.

Як вибрати сонячні панелі

Вибирати панель потрібно залежно від цілей та умов, у яких вона буде використовуватися. Для домашнього використання, за наявності великого простору, підійдуть полікристалічні панелі, їхньої потужності достатньо для більшості побутових потреб. Якщо місця для встановлення обмаль — варто обрати монокристалічну модель.

Під час встановлення сонячної електростанції варто враховувати її вид. Загалом є три варіанти:

1. Мережеві. Працюють разом із централізованою електромережею. Мережеві електричні системи використовуються для продажу електроенергії державі за «зеленим» тарифом. Працюють такі панелі лише за наявності електроенергії в мережі та сонячного світла.
2. Автономні. Забезпечують безперебійне електропостачання. Крім основних компонентів містять також сонячний акумулятор та контролер заряду-розряду. Автономні сонячні електростанції підходять для будинків у віддалених місцях, де немає централізованої мережі, або де вона ненадійна.
3. Гібридні. Такі електростанції одночасно поєднують функції мережевих та автономних. Вони виробляють енергію, яка живить будинок, а залишок направляють в енергосистему за «зеленим» тарифом. Такі станції підходять для тих, у кого часто трапляються проблеми з електропостачанням.

Вибираючи панель, потрібно враховувати, скільки енергії виробляє сонячна батарея, а також власну кількість споживання електрики. Вирахування цього співвідношення дасть можливість визначити чи вигідно встановлювати сонячні батареї у вашому випадку та яка кількість панелей потрібна.

«Наприклад, якщо потреба в енергії складає 5 кВт (5000 Вт), тоді доцільно буде взяти 5 панелей по 400 Вт, або 12 по 250 Вт.»

Зазвичай для забезпечення електрикою невеликого чи середнього будинку достатньо станції на 5 — 10 кВт. Якщо панелі будуть використовуватися для електроопалення, варто придбати станцію на 10 — 15 кВт. Великому будинку зі значною кількістю побутової техніки, приладів та опалення потрібно 15 — 20 кВт. Для продажу надлишкової енергії за «зеленим» тарифом варто звернути увагу на сонячну енергосистему з потужністю до 30 кВт включно.

Де можна встановлювати сонячні батареї

Зазвичай сонячні панелі встановлюються на даху будинку чи гаража, а також на земельних ділянках. Встановлюючи батарею, насамперед потрібно вибрати правильний нахил. Він має бути в межах 30 градусів. Також потрібно враховувати, щоб на панелі не потрапляла тінь.

«Рекомендується встановлювати панелі з південного боку.»

Як підключити сонячну панель

Є три способи підключення панелей — послідовний, паралельний та комбінований. Усі вони мають свої особливості та застосовуються в різних випадках.

Послідовне підключення

Послідовне підключення є найлегшим та досить високоефективним. Для нього потрібно, щоб усі панелі мали однакові вольт-амперні характеристики. Якщо в показниках буде різниця, це призведе до втрати частини енергії, яку виробляють панелі. Встановлення послідовним методом доволі просте: плюс однієї панелі монтується з мінусом іншої. Єдиним недоліком є те, що при несправності однієї панелі з ладу виходять усі наступні.

Паралельне підключення

Паралельне підключення є складнішим. Щоб встановити панелі, потрібно з’єднати всі плюси одним централізованим проводом, після чого зробити те саме для всіх мінусів. Перевагою такого методу є те, що система продовжуватиме працювати навіть якщо стався злам однієї з панелей. Проте встановлення паралельним підключенням потребує відповідального підходу та певних інженерних знань.

Комбіноване підключення

Послідовно-паралельне підключення підходить для випадків, коли характеристики інвертора або контролера не збігаються із характеристиками панелей. У такій ситуації можна об’єднати декілька панелей послідовним методом, а потім паралельно поєднати їх між собою.

Як працюють сонячні панелі зимою

Взимку робота сонячних панелей стає обмеженою. Хоча сухе зимове повітря і сприяє передачі сонячних променів на панель, на заваді часто стає хмарне небо. Також на працездатність пристрою впливає і тривалість дня, яка взимку стає меншою.

Щоб оптимізувати роботу сонячних батарей взимку, рекомендується змінити їхній нахил. Це потрібно зробити у такий спосіб, щоб сонячні промені потрапляли на панель під прямим кутом. Під час опадів, потрібно регулярно очищати панель від снігу та льоду. Також можна поставити батареї з вітряної сторони, тоді протяг сам буде видувати сніг.

Чи шкідливі сонячні батареї для людини

З ростом популярності сонячних панелей все частіше виникає питання, чи шкідливі вони для людини. Сонячні панелі мають нульовий рівень викидів токсичних речовин в атмосферу, а магнітні поля від них не шкідливі для людського організму. Усі батареї виробляються згідно з протипожежними правилами, а в більшості моделей використовуються негорючі матеріали.

Сонячні панелі є ефективним альтернативним джерелом енергії. Вибирати та встановлювати панель потрібно відповідально, з урахуванням індивідуальних особливостей своєї будівлі. З їхньою допомогою можна повністю забезпечити будинок електроенергією та теплом, а в деяких випадках навіть заробити.