Можно ли применить солнечные батареи для отопления дома

Домашний очаг

Почему так важна эффективность?

Большое значение эффективность приобретает при расчёте площади, которую вы можете использовать под систему солнечных батарей. При сопоставимых размерах описанных модулей от Amerisolar AS–6P30 280W (1.63 квадратных метра) и NeOn 340 W от LG (1.71 квадратных метра), разница в мощности на один квадратный метр на выходе будет составлять 15.6%. С одной стороны, это может показаться не очень эффективным, учитывая разницу в цене более чем в два раза, но в случае с ограниченным пространством или более агрессивной внешней средой, возможно, сдвинет ваш выбор в пользу этого известного производителя.

Увеличенный коэффициент полезного действия подчеркивает не только эффективность технологии изготовления, но и качественные материалы, используемые при изготовлении. Это сможет сказаться на сроках работы устройств, на устойчивость панелей к так называемой деградации. Не стоит забывать также и про гарантийные обязательства производителя. Имея представительства и гарантийные сервисы почти во всех уголках мира — LG сможет похвастаться более лояльным подходом к клиентам и выполнением своих обязательств.

Виды кремниевых солнечных батарей

Поликристаллические

Главным элементом таких панелей являются полупроводниковые элементы поликристаллической структуры. Они гораздо дешевле монокристаллических, так как по сути изготавливаются из обрезков, оставшихся от монокристаллических элементов. В процессе изготовления кремниевый сплав просто охлаждается без последующей обработки.

КПД поликристаллических солнечных батарей составляет в среднем 12 — 18%, в то время, как у монокристаллических КПД достигает 22%. Однако учитывая меньшую цену, можно приобрести чуть больше панелей и получить тот же «выхлоп» за те же деньги, что и у монокристаллов. Такое возможно только в случае, когда есть много места на крыше. Также поликристаллы отличаются от монокристаллов неоднородностью цветовой гаммы.

Сколько стоят поликристаллические солнечные батареи? В среднем 3500 рублей за 100 Вт (многое зависит от производителя). Одной из самых недорогих поликристаллических батарей является Восток Pro ФСМ 150 П мощностью 150 Вт.

Монокристаллические

Для монокристаллических солнечных панелей специально выращивается монокристалл по методу Чохральского. Затем из нескольких кремниевых ячеек собирается целая панель определенной мощности. Чаще всего панель состоит из 36 или 72 модулей. Эффективность работы монокристаллических панелей гораздо выше, чем у поликристаллических, и составляет порядка 18 – 22%. 

Благодаря такой особенности при одинаковых размерах монокристаллические преобразуют больше солнечной энергии, чем поликристаллические. Какие лучше солнечные батареи: поликристаллические или монокристаллические? Все упирается в бюджет. Если есть возможность потратить чуть больше, тогда стоит купить монокристаллы, у которых окупаемость быстрее. Также монокристаллические батареи будут предпочтительнее, если площадь крыши относительно невелика. Средний срок «жизни» составляет 25 лет.

Если же хотите сэкономить и солнечная батарея вам нужна только, чтобы запитать холодильник или насосную станцию на даче, тогда можно взять поликристаллическую модель.

Аморфные

Аморфные батареи состоят из кремниеводорода (SiH4), который получают путем действия электрического тока на кремний. В результате этого кремний испаряется, а затем тонким слоем оседает на подложку.

КПД у аморфных панелей примерно такой же, как у поликристаллических. Однако у аморфных моделей есть некоторые преимущества. Например, они могут вырабатывать электроэнергию даже в пасмурную погоду, дождь, когда в воздухе высокая концентрация пыли или во время заката/рассвета.

Принцип работы солнечных батарей

Работа солнечных батарей основана на разности потенциалов, которые образуются внутри фотоэлементов при попадании на них света.

В состав каждой батареи входит определенное количество фотоэлементов, которые при последовательном соединении между собой увеличивают напряжение на концах цепи, при параллельном соединении, увеличивается сила получаемого электрического тока. При комбинированном соединении фотоэлементов (последовательно и параллельно) в одном устройстве, можно получить увеличение мощности солнечной батареи в целом. В процессе преобразования энергии получается постоянное напряжение.

Фотоэлемент состоит из двух слоев полупроводников обладающих различной проводимостью. Один из слоев обладает «n» проводимостью – это катод устройства, второй с «p» проводимостью – это анод. К обоим полюсам фотоэлемента подсоединены контакты для включения в общую схему батареи и в общую сеть электроснабжения.

Слои обладающие электронной проводимостью («n» проводимость) и слои с дырочной проводимость («p» проводимость) взаимодействуют при воздействии солнечного света. В слое с «p» проводимостью возникает перемещения «дырок», электроны движутся по «дыркам», в результате чего появляется электрический ток.

Между слоями обладающей различной проводимостью существует «p-n» переход, по своей сути выполняющий роль диода электрической сети. Под воздействием солнечных лучей электроны получают энергию и проникают через «p-n» переход, из-за чего количество дырок и электронов меняется, и это приводит к возникновению разности потенциалов между слоями. Соответственно разность потенциалов приводит к появлению электрического тока между слоями фотоэлемента.

Преимущества использования жидких гвоздей для склейки материалов

Удобная упаковка и уникальный состав обеспечили жидким гвоздям массу преимуществ, поэтому они пользуются высоким спросом. Эти составы идеально подходят как для домашнего, так и для профессионального применения.

Жидкие гвозди позволяют получить очень прочное соединение.

Достоинства жидких гвоздей:

• высокая прочность соединений;
• отличные адгезионные свойства позволяют приклеить на жидкие гвозди плитку, плинтусы, зеркала и другие материалы;
• простая система использования;
• соединение получается качественным не только при склейке ровных поверхностей, но и в тех случаях, когда материалы прилегают неплотно;
• благодаря жидким гвоздям монтаж на криволинейных поверхностях не вызывает сложностей;
• клеящее средство, в отличие от обычного крепежа, не повреждает обработанную поверхность, не нарушает ее целостность;
• состав не боится коррозии и схватывается моментально;
• монтажные работы проходят без лишнего шума и грязи;
• состав клея не токсичен (за исключением сомнительной продукции по низкой стоимости);
• экономичность и огнестойкость;
• отсутствие резких и неприятных запахов (большинство составов пахнут нейтрально).

На заметку! Неопреновые гвозди обладают повышенной морозостойкостью и влагостойкостью. У водных составов эти показатели гораздо ниже.

Коллекторная система отопления

Наибольшей эффективности и отдачи можно добиться, установив вместо солнечных модулей коллекторы – наружные установки, в которых под действием солнечного излучения происходит нагрев воды. Такая система является более логичной и естественной, так как не потребует нагревания теплоносителя другими устройствами.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия приборов двух основных видов: плоских и трубчатых.

Плоский вариант для самостоятельного изготовления

Конструкция плоских установок настолько проста, что опытные мастера-умельцы собирают кустарные аналоги своими руками, часть деталей купив в специализированном магазине, часть соорудив из подручного материала.

Внутри стального или алюминиевого утепленного короба закреплена пластина, адсорбирующая солнечное тепло. Чаще всего она покрыта слоем черного хрома. Сверху теплопоглотитель защищен герметичной прозрачной крышкой.

Нагревание воды происходит в трубках, уложенных змейкой и соединенных с пластиной. Вода или антифриз поступает внутрь короба через впускной патрубок, нагревается в трубках и перемещается на выход – к выпускному патрубку.

Светопропускная способность крышки объясняется использованием прозрачного материала – прочного закаленного стекла или пластика (например, поликарбоната). Чтобы солнечные лучи не отражались, стеклянную или пластиковую поверхность матируют (+)

Существует два вида подключения, однотрубное и двухтрубное, принципиальной разницы в выборе нет. Но существует большая разница в том, каким способом теплоноситель будет подаваться к коллекторам – самотечным или с помощью насоса. Первый вариант признан неэффективным из-за слабой скорости передвижения воды, по принципу нагрева он напоминает емкость для летнего душа.

Функционирование второго варианта происходит благодаря подключению циркуляционного насоса, который подает теплоноситель в принудительном порядке. Источником энергии для работы насосного оборудования может стать энергосистема на солнечных батареях.

Температура теплоносителя при нагреве солнечным коллектором достигает 45-60 ºС, на выходе максимальный показатель – 35-40 ºС. Для повышения эффективности работы отопительной системы наряду с радиаторами используют «теплые полы» (+)

Трубчатые коллекторы – решение для северных регионов

Общий принцип работы напоминает функционирование плоских аналогов, но с одной разницей – теплообменные трубки с теплоносителем находятся внутри стеклянных колб. Сами трубки бывают перьевыми, запаянными с одной стороны и внешним видом напоминающие перья, и коаксиальными (вакуумными), вставленными друг в друга и запаянными с обеих сторон.

Теплообменники также бывают разными:

• система преобразования солнечной энергии в тепловую Heat-pipe;
• обычная трубка для перемещения теплоносителя U-type.

Второй вид теплообменников признан более эффективным, но недостаточно популярным из-за стоимости ремонта: при выходе из строя одной трубки придется производить замену всей секции.

Трубка Heat-pipe не является частью целого сегмента, поэтому поменять ее можно за 2-3 минуты. Вышедшие из строя коаксиальные элементы ремонтируют, просто сняв заглушку и заменив поврежденный канал.

Схема, объясняющая цикличность нагревательного процесса внутри вакуумных трубок: холодная жидкость под воздействием солнечного тепла нагревается и испаряется, уступая место следующей порции холодного теплоносителя (+)

Проанализировав технические характеристики коллекторов разного типа и обобщив опыт их использования, решили, что для южных областей больше подходят плоские коллекторы, а для северных – трубчатые. Особенно хорошо зарекомендовали себя в условиях сурового климата установки с системой Heat-pipe. Они обладают нагревательной способностью даже в пасмурные дни и ночью, «питаясь» минимальным количеством солнечного света.

Образец стандартной схемы подключения солнечных коллекторов к бойлерному оборудованию: насосная станция обеспечивает циркуляцию воды, контроллер регулирует процесс нагревания

Как солнечная энергия используется для получения тепла

 Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

• бака-аккумулятора;
• насосной станции;
• контроллера;
• трубопроводы;
• фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Принцип действия солнечного коллектораИсточник 21ek.ru

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

• 2 «крокодильчика»;
• медная фольга;
• мультиметр;
• соль;
• пустая пластиковая бутылка без горлышка;
• электрическая печь;
• дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки

Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Виды и характеристики

«Жидкие гвозди» производятся по двум основным технологиям. В первом варианте связующим веществом является глина, во втором – мел, кроме того, составы подразделяются по специфике применения в зависимости от наличия синтетических добавок, обеспечивающих дополнительные защитные свойства.

Прозрачные термостойкие жидкие гвозди иногда по ГОСТ могут иметь бежевый цвет. Их технические характеристики это допускают.

Неординарные положительные особенности жидких гвоздей при практически полном отсутствии недостатков выделяют их среди других представителей монтажного сегмента рынка стройматериалов.

К характерным качествам можно отнести:

• огромная прочность сцепления рабочих поверхностей, выдерживающая колоссальную нагрузку – 80-100 кг/кв. см;
• возможность эффективного применения средства по практически всем типам поверхностей;

• форма выпуска в тубе обеспечивает простую и удобную работу с составом;
• раствор может соединять неплотно прилегающие поверхности, что недоступно для других жидких средств, форма поверхности также не играет отрицательной роли;
• не нарушает целостность соединяемых материалов, как пробойные монтажные средства: гвозди, дюбели, шурупы, саморезы и прочие, способные сравниться по прочности скрепления;
• застывший слой не разрушается от вялотекущих процессов, например, коррозии, как металлические аналоги, или гниения;
• монтажные работы отличаются тишиной, отсутствием грязи и пыли;

• скорость схватывания составляет несколько минут, полное высыхание колеблется от нескольких часов до суток в зависимости от компонентов конкретного вида;
• производители качественных «жидких гвоздей» не используют токсичные компоненты; неопрен обладает некоторой токсичностью, но значительно усиливает свойства состава и является исключением из этого правила;
• полная негорючесть застывшего слоя, состав не тлеет и не воспламеняется, при нагреве не выделяет отравляющих веществ;
• высокая влаго- и морозостойкость у видов на неопреновом растворителе, у водоэмульсионных – слабая;

• отсутствует резкий неприятный запах, хотя некоторые виды могут слегка пахнуть определенным образом;
• низкий расход – для закрепления 50 кг массы в среднем расходуется одна капля «жидких гвоздей».

При использовании средства согласно специфике их подвида практических недостатков нет.

Кроме классических «жидких гвоздей» на основе глины, многие производители выпускают альтернативную версию, использующую мел в качестве связующего вещества.

Можно выделить два основных вида с присущими им особенностями:

• на основе глины – оригинальные составы отличаются высокой прочностью и пластичностью;
• на основе мела – менее прочные, чем глина, имеют приятный белый цвет.

Растворитель, использующийся для растворения компонентов, также играет важную роль для эксплутационных качеств состава.

Выделяют два основных типа.

Неопреновые (на синтетическом каучуке)

Для такого состава характерна:

• большая прочность скрепления для различных типов поверхностей, в том числе металлических;
• не годится для работ с некоторыми полимерными материалами: акрилом, пластиком и т. д.;
• высокая влагостойкость;

• устойчивость к колебаниям температур;
• морозостойкость;
• быстрое схватывание и относительно короткий период полного высыхания;
• слабая токсичность и резкий запах, при работе требуется вентиляция помещения и защитные средства: маска и перчатки. Запах исчезает в течение пары дней.

На водоэмульсионной акриловой основе

Такие составы отличаются меньшей силой сцепления, однако они полностью нетоксичны, а какие-либо неприятные запахи отсутствуют.

Также им свойственны:

• хорошая адгезия с полимерными и пористыми материалами;
• слабая устойчивость к колебанию температуры;
• низкая морозостойкость;
• высокая уязвимость к циклу охлаждение-нагрев;
• слабая влагостойкость – они крайне нерекомендованы для работ в ванных комнатах и даже кухнях.

Кроме основных компонентов – связующего вещества и растворителя, в состав «жидких гвоздей» входят различные синтетические добавки. Они усиливают определенные защитные качества состава, за счет чего расширяют область его применения в специфической среде.

Выделяют два основных вида «жидких гвоздей»:

Универсальные

Могут применяться при различных условия, при этом защитные свойства состава умеренные и при резко выраженных негативных факторах его эффективность начинает резко снижаться.

Специализированные

Такие составы предназначены для применения в конкретных условиях, где они проявляют свои качества наилучшим образом.

Подразделяются на множество подвидов с характерными свойствами, среди которых:

• для работ во внутренних помещениях и на улице;
• для сухих помещений и влагостойкие составы;
• для монтажа тяжелых объектов;
• состав с усиленной прочностью;

• с ускоренным застыванием;
• для работ по стеклянным, зеркальным и керамическим поверхностям;
• состав для работ по полимерным поверхностям и прочие.

При этом один состав может соединять несколько специфических особенностей, например, состав для монтажа тяжелых объектов с ускоренным затвердением для помещений с высокой влажностью и т. п. Назначение состава – один из главных критериев при подборе конкретной марки для решения насущных задач.

Топ-4: DELTA SM 30-12 MОсобенности

Обзор

Те же высококачественные элементы, что и у описанных моделей, присутствуют в данной конструкции. Они обеспечивают высокую производительность и надежность.

Благодаря большой жесткости, модуль не деформации даже в экстремальных погодных условиях.

Технические показатели

• Напряжение 12 В;
• Мощность 30 Вт;
• Тип – моно;
• Ток короткого замыкания 1,73 А
• Напряжение в максимальной точке и ток — 18,57 В и 1,62А;
• КПД модуля и элемента11,74 и 16,96 %;
• Размер 25х449х554 мм;
• Масса 2,9 кг.

Контроль качества

Этот фотоэлектрический модуль, выдающий 30 Вт мощности, собран на самом современном оборудовании из ФЭПов высочайшего класса.74 пункта контроля они проходят до полной готовности.

Гарантия

Ее производитель дает на10 лет. Она сохраняется даже, если модули были подвержены воздействиям тепловым и механическим. От заявленной мощность в течение 10 лет может отличаться на 10%, в течение 25 лет – на 20.

Монтаж

Рекомендуется поручать его квалифицированным специалистам, поскольку обязательно нужно подключать нагрузку и АКБ через контроллер и соблюдать полярность.

Стоимость

Где купить	Цена в рублях
https://xwatt.ru/delta_sm_30-12_m-p-166509.html	1989
https://econrj.ru/solnechnie_paneli/solnechnaja-panel-delta-sm-30-12-m.html	1990
https://laptop.ru/catalog/product/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12-m.html	1950
http://www.akkumulator.ru/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12-m/	2280
https://xwatt.ru/delta_sm_30-12_p-p-166502.html	1962

Монтаж оборудования

И всё-таки комплект всех составляющих для выработки электричества на своем балкончике приобретен. Но не лишним будет дополнительно упомянуть, что если солнечные панели с успехом могут быть смонтированы на внешней стороне лоджии, то всё вспомогательное оборудование лучше размещать за остекленным и утепленным местом. Прочитайте внимательно инструкцию к приборам. Именно здесь можно почерпнуть бесценные сведения об минимально допустимой температуре окружающей среды. В более выигрышном положении находятся гелиосистемы напротив окон внутри квартиры.

Итак, какие инструменты и материалы понадобятся:

• Стекло (оргстекло) для защиты фотопанели;
• Профильный уголок из алюминия с полкой 20х20мм;
• Шины для пайки контактов;
• Паяльник;
• Мультиметр;
• Специальный герметик в тубах.

Операции по сборке гелиопанели:

• Из профильного уголка изготавливается рама под размер гелиопанели с 10-ти миллиметровым зазором. В дальнейшем этот зазор будет заполнен герметиком;
• Пропайка контактов на фотоэлементах. Крайние контакты для надежности припаиваются к шинам;
• Подготовить стекло. Тщательным образом зачистить и обезжирить специальными жидкостями всю поверхность с обоих сторон;
• Установить стекло в подготовленную раму и надежно зафиксировать;
• На стекле разместить и надежно закрепить фотоэлементы. Оставить монтажные зазоры;
• С обратной стороны панель обработать акриловым лаком.

При установке собранной конструкции, необходимо солнечные панели надежно закрепить на элементах конструкции самого балкона. Место установки лучше всего подобрать заранее, так как всю поверхность необходимо периодически очищать. Про правила установки мы уже говорили — желательно, чтобы он был под определенным углом к солнечным лучам.