Солнечные батареи для отопления дома: отзывы потребителей
Солнечная батарея – это устройств, преобразующее солнечную энергию в электрическую, посредством фотоэлементов. Конструкция довольно проста, но, так же как и ее ближайший аналог – коллектор, наиболее эффективна летом, при максимальной активности солнца и длине солнечного дня.
Области использования
В силу принципа работы наиболее широкое применение батареи получили в тропиках и субтропиках. Гелиоустановки используются самостоятельно, в составе тепловых станций – гелиоэлектростанциий, и для поставки горячей воды в частных жилищах.
В некоторых европейских странах применение солнечных модулей стало частью местной политики. Например, в Испании новые здания изначально оборудуются гелиоколлекторами для снабжения горячей водой. А на крышах общественных зданий монтируются фотоэлементы для обеспечения электрическим током в дневное время.
В условиях морозной и бессолнечной зимы, гелиобатарея самостоятельно справиться с отоплением дома не сможет, но взять на себя долю в обогреве, тем самым сэкономив расходы на топливо и электричество – вполне.
Потребителей, судя по отзывам, в немалой степени привлекает и независимость системы от электросети, которая именно зимой часто преподносит неприятные сюрпризы.
Классификация солнечных батарей
Устройство представляет собой плоскую панель с размещенными на ней фотоэлементами на основе кремния, селенидов, теллуридов и органических соединений. Эффективность аппарата во многом зависит от природы полупроводника и формы используемого вещества.
Самые популярные – на основе кремния, благодаря большой распространенности элемента. Они же являются и самыми эффективными. В зависимости от формы кремния батареи разделяются на три типа.
- Монокристаллические – выращенный монокристалл чистого кремния разрезается на пластины в 250–300 мкм. На них устанавливается электродная сетка, и получается ячейка. Модуль представляет собой совокупность таких ячеек с КПД равным 17–22% — это максимальное значение для гелиоаппаратов. Стоимость ее выше, чем остальных видов, так как технология выращивания монокристалла довольно дорога.
- Поликристаллические – ячейки получают из затвердевшего расплава кремния. Эффективность их ниже – 12-18%, так как структура поликристалла неоднородна.
- Аморфные – кремневодород наносится на гибкую подложку. КПД самый низкий – 5–6%. Но такая пластина отличается тонкостью – менее 1мкм, и более высокой эффективностью при пасмурной погоде, чем приведенные выше виды.
Появление пленочных устройств связано с распространением гелиосистем и необходимости удешевления производства. КПД у них ниже, но и стоимость меньше, и монтаж своими руками не вызывает затруднений.
- Теллурид кадмия – прямозонный полупроводник с кристаллической структурой. Это первое соединение, которое использовалось при разработке фотоэлектрических модулей.
- Селениды меди-индия – характеризуется очень высоким КПД – до 15–19%,но только в том случае если в соединении присутствует именно индий, а не более дешевый заместитель – галлий.
- Органические полупроводники — фталоцианин меди, полифенилен и другое. КПД невысок – до 5–6%, но полимерная батарея отличается тонкостью и гибкостью, и также вполне доступна по цене.
Система отопления дома с солнечными батареями
Поскольку аппарат производит электроэнергию, то систему обогрева дома также рекомендуется установить электрическую, с помощью конвекторов или напольной системы. Мощность одного устройства колеблется от 30 до 500 Вт, для отопления дома площадью около 100 кв. м. в средней полосе России понадобится до 30 кв. м батарей.
- Панели с фотоэлементами размещаются на крыше с южной или юго-восточной стороны, где солнце пребывает большую часть дня, при этом угол наклона крыши должен оставлять не менее 30 градусов. Поэтому предусмотреть установку гелиосистем для отопления дома рекомендуется на этапе планирования.
- Фотоэлементы преобразуют световую энергию в электрическую, последняя накапливается в аккумуляторах. По мере необходимости аккумуляторы подключаются к инверторному устройству – для преобразования постоянного тока и в переменный, и ток подается к системе отопления.
- Дополнительно требуется электрораспределительное оборудование: контроллер для батарей, аппарат отбора мощности, преобразователи и так далее.
- Осуществить монтаж самой системы вполне возможно своими руками, а вот расчеты и проектирование потребуют участия специалиста.
На видео представлена установка гелиосистемы для отопления.
Солнечный модуль своими руками
Изготовить гелиоустройство, пусть и всего на 50 Вт можно самостоятельно.
Для этого потребуется материал подложки и покрытия – отзывы мастеров указывают, что лучше всего использовать оргстекло, 32 фотоэлемента – рекомендуется выбирать с припаянными проводами, так как операция припаивания занимает много времени, герметик – например, эпоксидный компаунд.