Saulės kolektorių privalumai ir trūkumai: ką reikia žinoti prieš montuodami

Tiek pasaulyje, tiek Rusijoje saulės baterijos tampa vis populiaresnės. Tai puslaidininkiniai fotoelementai, kurie sugeria saulės šviesą ir gautą energiją paverčia elektra. Jei įdėsite keletą tokių baterijų, jų našumo pakaks viso privataus namo poreikiams patenkinti. Straipsnyje aprašomi saulės energijos privalumai ir trūkumai, techninės charakteristikos ir baterijų tipai.

Dizainas ir veikimo principas

Prieš svarstydami saulės baterijų privalumus ir trūkumus, turite suprasti jų struktūrą ir veikimo principą. Pagrindinė šio tipo įranga yra ląstelės su fotoelementais. Jie tvirtinami prie rėmo, viršuje yra stiklas ir apsauginės dangos iš polimerų (viršuje ir apačioje - EVA ir PVC). Pagrindas yra galinė sienelė, o dar žemiau yra kontaktinė dėžutė ir laikiklis, su kuriuo elementas montuojamas ant stogo ar kitoje vietoje.

Pagrindinė saulės baterijos dalis yra fotoelementas. Taip pavadinta plona plokštė iš puslaidininkinės medžiagos – silicio, klojama 2 sluoksniais. Vietoj to gali būti naudojamos kitos medžiagos:

• amorfinis silicis yra nebrangus, tačiau jo efektyvumas yra mažiausias tarp visų puslaidininkių: efektyvumas ne didesnis kaip 8%;
• kadmio teluridas yra brangus, tačiau jo efektyvumas yra didelis - 11%;
• CIGS yra galio, indžio, seleno ir vario lydinys, kurio efektyvumas yra 15%.

Kaip matote, saulės baterijų trūkumai yra susiję su mažu efektyvumu, tai yra su gana mažu efektyvumu. Tačiau nereikia pamiršti, kad energija gaminama nemokamai ir praktiškai neribotais kiekiais. Veikimo principas yra gana paprastas:

1. Saulės spinduliai krenta ant fotoelemento paviršiaus.
2. Dėl šildymo, tai yra energijos absorbcijos, jis išskiria elektronus.
3. Veikiami elektrinio lauko, jie pradeda tvarkingai judėti, tai yra, susidaro elektros srovė.
4. Inverterio pagalba nuolatinė srovė iš karto paverčiama kintamąja srove, kuri reikalinga įrangai ir buitiniams prietaisams maitinti (tai yra naudojama rozetėse).
5. Srovė patenka į tinklą ir naudojama pagal paskirtį.

Saulės baterijų privalumai ir trūkumai

Akivaizdu, kad saulės energija turi savo privalumų ir trūkumų. Tokių baterijų elementų pranašumai yra akivaizdūs:

• galimybė gauti nemokamą elektros energiją neribotais kiekiais;
• tylus veikimas;
• gana paprastas montavimas ir priežiūra;
• ilgas tarnavimo laikas;
• neužima daug vietos - be to baterijos dedamos ant stogų, kurių erdvė nenaudojama;
• 100% saugus aplinkai – jokių kenksmingų teršalų ar atliekų.

Tačiau yra ir akivaizdžių saulės elektrinių trūkumų:

• įranga yra gana brangi;
• įrengimas taip pat bus brangus;
• energijos kiekis labai priklauso nuo regiono klimato ypatybių, tai yra nuo saulėtų dienų skaičiaus ir trukmės;
• Norint pagaminti tikrai daug elektros, reikia dideliame plote sumontuoti kelis elementus, o tai ne visada įmanoma.

Pagrindinės baterijų charakteristikos ir tipai

Taigi saulės energija turi privalumų ir trūkumų.Tačiau norėdami pasirinkti tinkamą fotoelementą, taip pat turėsite susipažinti su pagrindinėmis savybėmis:

1. Praktikoje svarbiausias kriterijus yra galia. Jei planuojate naudoti bateriją energijai gaminti visam namui, turite atsižvelgti į įrenginius, kurių galia yra 1000 W ar daugiau. Dažniausiai elementai naudojami tik tam tikriems tikslams, pavyzdžiui, buitinei technikai. Tada galite įsigyti nebrangų 500–600 W galios akumuliatorių.
2. Efektyvumas arba specifinis efektyvumas – optimaliai nuo 15%.
3. Tolerancija – nuokrypis nuo deklaruojamos galios į abi puses (pvz., iki 3 W).
4. Darbinės temperatūros diapazonas paprastai yra nuo -45 iki +90 laipsnių.
5. Dangčio degradacijos lygis yra fotoelementų savybių praradimo dėl susidėvėjimo greitis. Pavyzdžiui, po 30 metų akumuliatoriaus našumas gali sumažėti 15-20%, o tai yra normalu.
6. Jautrumas šviesos intensyvumui – geriausia rinktis baterijas su monokristaliniais elementais.
7. Apsauginė danga turi būti iš aukštos kokybės medžiagos, pavyzdžiui, EVA arba PET plėvelės.

Taip pat naudinga žinoti saulės elementų klasifikaciją pagal fotoelemento (puslaidininkio) struktūrą:

1. Polikristalinis - susideda iš mažų silicio kristalų, kurių efektyvumas yra 13-17%.
2. Monokristalinis - efektyvumas siekia 20% ar daugiau.
3. Amorfiniai - elementai su lankstumu, bet nepakankamai aukštu efektyvumu (iki 11%).
4. Taip pat yra plėvelės medžiagų, kurių pagrindą sudaro kadmio teluridas arba vario selenidas. Jie taip pat gerai lenkia ir yra lengvi. Efektyvumas yra iki 12%.

Naudoti saulės baterijas yra gana pelninga. Ir ne tik pietuose, bet ir šiaurėje. Pagrindinė sąlyga – ne temperatūra, o saulėtų dienų skaičius.Šia prasme pelningiausia naudoti tokį elektros šaltinį tokiuose miestuose kaip Chabarovskas, Omskas, Astrachanė. Prieš perkant svarbu tiksliai apskaičiuoti reikiamą galią pagal savo tikslus ir vartojimo apimtis.