Як розрахувати потужність сонячних батарей для дому

Невисокий ККД сонячних батарей – один із основних недоліків сучасних геліосистем.На сьогоднішній день один квадратний метр фотоелемента здатний виробляти близько 15-20% від потужності падаючого на нього випромінювання.

Такий виробіток вимагає встановлення батарей великих розмірів для повноцінного електропостачання. Більш того, щоб досягти необхідної вихідної напруги панелі з'єднуються між собою послідовно або паралельно. Їх площа може досягати від кількох квадратних метрів.

ККД сонячних панелей залежить від цілого ряду причин:

• матеріал фотоелемента;
• густина сонячного потоку;
• пора року;
• температура;
• та ін.

Давайте докладніше поговоримо про кожний фактор.

Матеріал фотоелемента

Види сонячних батарей Сонячні перетворювачі поділяються на три види, залежно від методу утворення атома кремнію:

• полікристалічні;
• монокристалічні;
• панелі із аморфного кремнію.

Полікристалічні панелі виготовлені з чистого кремнію і відрізняються порівняно високим ККД – 14-17%.

Монокристалічні панелі менш ефективні у перетворенні сонячної енергії. Їхній коефіцієнт корисної дії близько 10-12 %. Але невисокі енерговитрати виготовлення таких перетворювачів робить їх доступнішими.

Панелі з аморфного кремнію (або тонкоплівкові) прості та недорогі у виробництві, як наслідок, доступні за ціною.Однак, ефективність їх значно нижча, ніж у попередніх двох видів – 5-6%. До того ж елементи тонкоплівкових перетворювачів із кремнію згодом втрачають своївластивості.

Тонкоплівкові батареї також виготовляють з нанесенням частинок міді, індію, галію та селену. Це трохи збільшує їхню продуктивність.

Робота в будь-яку погоду

Графік залежності потужності від погодних умов Цей показник залежить від географічного розташування панелі: чим ближче до екватора, тим вища щільність сонячного випромінювання.

Взимку продуктивність фотоелементів може знизитись від 2 до 8 разів. Це пояснюється, перш за все, скупченням на них снігу, скороченням тривалості та кількості сонячних днів.

Умови ефективної роботи

Щоб батарея працювала ефективно, потрібно врахувати кілька нюансів:

• кут нахилу батареї до сонця;
• температуру;
• відсутність тіні.

Кут між робочою поверхнею перетворювача та сонячними променями має бути близьким до прямого. У такому разі ефективність фотоелементів за інших рівних умов буде максимальною. Щоб збільшити ККД додатково до них встановлюють систему стеження за сонцем, яка змінює нахил щодо положення світила. Але подібне зустрічається нечасто через дорожнечу обладнання.

У процесі роботи багато батарей нагріваються, що погано позначається на якості перетворення енергії сонця в електричну. Щоб уникнути втрат, необхідно залишати простір між пристроєм і опорною поверхнею. Це дозволить потоку повітря вільно проходити та охолоджувати перетворювачі.

ККД фотоелементів безпосередньо залежить від кількості сонячного світла, що потрапляє на них. І дуже важливо передбачити правильний монтаж перетворювачів з повною відсутністю тіней, що падають на робочу поверхню. Інакше може постраждати ефективність всієї системи загалом.Як правило, батареї встановлюються з південного боку.

---