В качестве сырья используется кварцевый песок с высоким массовым содержанием диоксида кремния (SiO 2). Он проходит многоступенчатую очистку, чтобы избавиться от кислорода. Происходит путем высокотемпературного плавления и синтеза с добавлением химических веществ.
Выращивание кристаллов.
Очищенный кремний представляет собой просто разрозненные куски. Для упорядочивания структуры и выращиваются кристаллы по методу Чохральского. Происходит это так: куски кремния помещаются в тигель, где раскаляются и плавятся. В расплав опускается затравка – так сказать, образец будущего кристалла. Атомы, располагаются в четкую структуру, нарастают на затравку слой за слоем. Процесс наращивания длительный, но в результате образуется большой, красивый, а главное однородный кристалл.
Обработка.
Этот этап начинается с измерения, калибровки и обработки монокристалла для придания нужной формы. Дело в том, что при выходе из тигля в поперечном сечении он имеет круглую форму, что не очень удобно для дальнейшей работы. Поэтому ему придается псевдо квадратная форма. Далее обработанный монокристалл стальными нитями в карбид - кремниевой суспензии или алмазно - импрегнированной проволокой режется на пластинки толщиной 250-300 мкм. Они очищаются, проверяются на брак и количество вырабатываемой энергии.
Создание фотоэлектрического элемента.
Чтобы кремний мог вырабатывать энергию, в него добавляют бор (B) и фосфор (P). Благодаря этому слой фосфора получает свободные электроны (сторона n-типа), сторона бора – отсутствие электронов, т.е. дырки (сторона p-типа). По причине этого между фосфором и бором появляется p-n переход. Когда свет будет падать на ячейку, из атомной решетки будут выбиваться дырки и электроны, появившись на территории электрического поля, они разбегаются в сторону своего заряда. Если присоединить внешний проводник, они будут стараться компенсировать дырки на другой части пластинки, появится напряжение и ток. Именно для его выработки с обеих сторон пластины припаиваются проводники.
Сборка модулей.
Пластинки соединяются сначала в цепочки, потом в блоки. Обычно одна пластина имеет 2 Вт мощности и 0,6 В напряжения. Чем больше будет ячеек, тем мощнее получится батарея. Их последовательное подключение дает определенный уровень напряжения, параллельное увеличивает силу образующегося тока. Для достижения необходимых электрических параметров всего модуля последовательно и параллельно соединенные элементы объединяются. Далее ячейки покрывают защитной пленкой, переносят на стекло и помещают в прямоугольную рамку, крепят распределительную коробку. Готовый модуль проходит последнюю проверку – измерение вольт - амперных характеристик. Все, можно использовать!
На сегодняшний день из всех известных человечеству источников альтернативной энергии наиболее популярными являются солнечные панели, батареи и прочие генераторы на основе гелио-энергии. Учитывая текущую стоимость расходов на энергоресурсы, многие интересуются: где приобрести солнечные панели для своего дома, каковы цены на них и есть ли готовые решения? И поскольку рост курса валюты прямо отражается на платежной способности населения, все больше граждан интересуются солнечными панелями российского производства.
Что такое солнечные панели и как их используют для дома?
Несмотря на то, что данному виду энергоснабжения домов уже более 30 лет, не так много специалистов в этой области. Почему использование солнечных панелей для частного дома так выгодно? Ответ прост: платить надо только за оборудование и установку, впоследствии энергоноситель бесплатен! В таких странах, как КНР, Соединенные Штаты, Франция, Италия и Германия до 30% населения устанавливает на крышу батареи, чтобы пользоваться миллиардами неиссякаемых киловатт солнечной энергии. Если это бесплатно, в чем секрет?
Принцип работы батареи следующий: представим себе полупроводники из кристаллов (например, из кремния), которые преобразовывают кванты света в составляющие электрического тока. Солнечная панель содержит сотни тысяч таких кристаллов. В зависимости от требуемой мощности, площадь такого покрытия составляет от пары квадратных сантиметров (вспомним калькулятор) до сотен квадратных метров, например, для орбитальных станций.
Не смотря на кажущуюся простоту устройства, ее использование на территории России очень ограничено. Так, возможности использования солнечных батарей ограничены климатом, погодой, временем года и суток. Плюс к тому, чтобы система подавала ток в сеть, необходимо приобрести:
- Аккумулятор, который буде накапливать энергию на случай перепадов напряжения;
- Инвертор, который будет переводить постоянный ток в переменный;
- Систему, контролирующую заряд аккумулятора.
Кратко о потреблении
Среднестатистическая семья из 4 человек потребляет 250-300 кВт в месяц. Солнечные модули для бытового пользования дают в среднем 100 Ватт с 1 кв. м в сутки (в ясную погоду). Для того, чтобы питать полностью дом от солнечных панелей, нужно установить минимум 30, в идеале 40 секций, что обойдется не менее, чем в 10 000 у.е. При этом крыша должна быть ориентирована на южную сторону, а количество солнечных дней в месяц в среднем не должно быть не меньше 18-20. Ниже приведена карта солнечных дней.
Вывод: солнечные панели хороши в качестве резервного источника электрической энергии. Кроме того, нужно знать, как их подобрать, чтобы мощности хватало для обеспечения бытовых нужд. Зато вне зависимости от аварий, ваш дом всегда будет снабжен электричеством.
1. Солнечные панели от ЗАО «Телеком-СТВ»
Российская компания “Телеком-СТВ” (г. Зеленоград) производит продукцию в среднем на 30% дешевле, чем немецкие аналоги: цены начинаются от 5600 рублей за панели на 100 Ватт. Панели данного производителя имеют КПД до 20-21%. Основной «фишкой» данного предприятия стала запатентованная технология изготовления кремниевых пластин диаметром до 15 миллиметров и солнечных модулей на их основе.
Какую батарею от ЗАО «Телеком-СТВ» можно посмотреть? Наиболее популярная модель носит название ТСМ, далее идет маркировка, в зависимости от мощности: от 15 до 230 Вт (цена указана приблизительно).
| Модель | Мощность, Вт | Габариты, мм | Вес, кг | Цена, руб. |
|---|---|---|---|---|
| ТСМ-15 | 18 | 430?232?43 | 1,45 | от 3500 |
| ТСМ-40 | 44 | 620?540?43 | 4,05 | от 6000 |
| ТСМ-50 | 48 | 620?540?43 | 4,05 | от 6575 |
| ТСМ-80А | 80 | 773?676?43 | 6,7 | от 8500 |
| ТСМ-80B | 80 | 773?676?43 | 6,7 | от 9000 |
| ТСМ-95А | 98 | 1183?563?43 | 7,9 | от 10750 |
| ТСМ-95В | 98 | 1183?563?43 | 7,9 | от 11000 |
| ТСМ-110А | 115 | 1050?665?43 | 8,8 | от 12500 |
| ТСМ-110В | 115 | 1050?665?43 | 8,8 | от 12800 |
| … | .. | … | … | … |
| ТСМ-270А | 270 | 1633?996?43 | 18,5 | от 23370 |
Основной тип производимых солнечных панелей - монокристаллические, хотя каждая модель также может быть представлена в виде мульти (поли-) кристаллической. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим в таблице плюсы и минусы каждого типа панелей ЗАО «Телеком-СТВ».
Выбор, конечно ограничивается возможностями бюджета, поэтому продолжим обзор других недорогих и надежных устройств от российских производителей.
2. Hevel – завод в Чувашии
Компания «Хевел» открыла инновационную фабрику по производству микроморфных тонкопленочных батарей. Считается, что такие солнечные модули более эффективно улавливают лучи рассеянной энергии в сравнении с моно или поли кристаллами из кремния. Еще одним преимуществом пленочных батарей Hevel можно считать их малую толщину и привлекательный внешний вид. Поэтому их часто используют для облицовки фасадов зданий в качестве резервного источника электричества.
Какую батарею от Hevel можно посмотреть для примера? Вот таблица с параметрами наиболее популярного модуля Hevel Solar HVL – солнечная панель 100 Ватт (максимальной мощностью до 105 Вт):
Стоимость панели Hevel начинается от 9000 рублей. Но, даже в погожий день с 1 квадратного метра батареи получается всего 125 Ватт. Этого достаточно для 3 часов работы 1 ноутбука, не более. Поэтому необходим расчет, сколько нужно Ватт для функционирования всей системы:
При потреблении 10 кВт в день нужно иметь эти 10 кВт в резерве. 10000/125*9000= 720 000 рублей – приблизительно нужно вложить в покупку.
В ассортименте представлены также поликристаллические панели Хевел, цена их ниже, КПД также понижен, их рекомендуют для загородных домов и территорий, где количество солнечных дней в году превышает 300.
3. Рязанский ЗМКП
Рязанский завод металлокерамических приборов функционирует с 1963 года, однако с 2002 года перешел на систему международного контроля качества ISO 9001 и выпускает солнечные панели строго в соответствии с ее требованиями и ГОСТ 12.2.007-75. В прейскуранте компании можно найти 2 актуальные модели RZMP мощностью 130 и 220 Ватт. Их КПД варьируется от 12 до 17,1%. Наносятся солнечные элементы на окрашенную алюминиевую основу методом последовательного соединения. Вот их сравнительные характеристики:
RZMP 130-Т подходит для автономного снабжения отдельных помещений, бытовых приборов (например, нагревательный котел). Более мощная модель от 220 до 240 Вт ресурсом покупается чаще для резервного снабжения всего дома. Ее стоимость варьируется от 13 200 руб до 14 400 руб за модуль.
4. Краснодарский «Сатурн»
Панели кубанского производства выпускаются с 1971 года, за этот период предприятие выпустило более 20 000 квадратных метров продукции. «Сатурн» используют две собственно освоенных технологии производства – на основе монокристаллического выращенного кремния или арсенид-галлиевые с германиевой подложкой. Последние показывают максимально высокие характеристики и используются для снабжения ответственных объектов (АЗС, предприятия непрерывного цикла и т.д.)
Оба типа модулей можно выполнить на любом каркасе, от сетки и пленки до металлических (из анодированного алюминия) и струнных типов. Фотоэлектрические преобразователи могут быть:
- с полированной поверхностью;
- со встроенными диодами;
- с алюминиевым зеркалом.
Вот основные энергетические характеристики ФЭП «Сатурн», в зависимости от типа:
Эти характеристики актуальны для носителей любых размеров: на предприятии «Сатурн» можно заказать как сборные модули на крышу коттеджа, так и миниатюрные солнечные панели для датчиков, преобразователей, изделий электротехники, а также аккумуляторные батареи. По прайсам вас сориентируют только в отделе продаж..
5. Solar Wind («Солнечный ветер»)
Это предприятие расположено в Украине. В России существует аналогичное предприятие, которое выступает скорее в роли инвестора и реализатора. Solarwind выпускают солнечные модули мощностью от 1 до 15 кВт/час. В зависимости от назначения и мощности в модуль может входить от пары до нескольких десятков батарей. Так, солнечная батарея 1000 Вт включает 5 модулей, один контроллер заряда на 30 А, аккумулятор 150 А/ч – 2 штуки в наборе и инвертор 1200 В. Срок службы батареи составляет до 18 лет.
Совет: если вы покупаете оборудование Solar Wind для круглогодичного обеспечения жилого дома энергией, стоит брать не менее 10 кВт/ч.
Чтобы получить представление о возможностях фотоэлектрических систем «Солнечный Ветер» (Украина) мощностью от 1000 до 15 000 Ватт, предлагаем сравнительную таблицу из расчета 1 день потребления.
| Мощность модуля | 1 кВт/ч | 3 кВт/ч | 5 кВт/ч | 10 кВт/ч | 15 кВт/ч |
|---|---|---|---|---|---|
| Пример снабжения питанием различных систем (суммарно) | |||||
| Лампочка (энергосберегающая, при работе 4 часа в день) | 4 штуки по 11 Вт | 10 штук мощностью 15 Вт каждая | 10 штук мощностью 20 Вт каждая | 20шт/20Вт | 40шт/20Вт |
| Кондиционер | Не хватит | Не хватит | Не хватит | 1 час в день | 3 часа в день |
| Ноутбук питанием 40 Вт/ч | 4 часа | 4 часа | 4 часа | 4 часа | 4 часа |
| ТВ | 50Вт/ч 3ч/день | 50Вт/ч 4ч/день | 150Вт/ч 4ч/день | 150Вт/ч 3ч/день | 150Вт/ч 4ч/день |
| Антенна спутникового ТВ, 20 Вт/ч | 3ч/день | 4ч/день | 4ч/день | 3ч/день | 3ч/день |
| Холодильник | Не хватит | 100Вт/ч 24ч/день | 10Вт/ч 24ч/день | 150Вт/ч 24ч/день | 150Вт 24ч/день |
| Стиральная машина | Не хватит | 900Вт/ч 40м/день | 900Вт/ч 1ч/день | 1500Вт/ч 1ч/день | 1500Вт/ч 1ч/день |
| Пылесос, 900 Вт/ч | Не хватит | Не хватит | 2 раза в неделю по 1 часу | 2 раза в неделю по 1 часу | 2 раза в неделю по 1 часу |
6. Солнечные батареи «Квант»
Первыми НПП «Квант» предложили производство кремниевых солнечных батарей с 2-сторонней чувствительностью, а также монокристаллы арсенида галлия. Наиболее популярной моделью сегодня выступает Квант КСМ и ее модификация КСМ-180П. Стоимость такой батареи не превышает 18 000 рублей, срок службы достигает 40 лет.
Однако приведем характеристики всех модулей. Их можно заказать как в моно, так и в поликристалической вариации. Удельная энергетическая характеристика выше у монокристаллических панелей и достигает 200 Вт/кв. м. По сравнению с зарубежными аналогами, «Квант» оптимален за счет низкой цены и относительно небольшого уменьшения КПД на протяжении всего срока службы.
| Характеристика | КСМ-80 | КСМ-90 | КСМ-100 | КСМ-180 | КСМ-190 | КСМ-205 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мощность номинальная, Вт | 80-85 | 90-95 | 98-103 | 180-185 | 190-195 | 205-210 |
| Ток короткого замыкания, А | 5,4-5,6 | 5,5-5,7 | 5,8-5,9 | 5,4-5,6 | 5,5-5,9 | 5,6-6,1 |
| Напряжение холостого хода, В | 21,2-21,5 | 22,2-22,4 | 22,8-23,0 | 34,8-36,6 | 35,1-37,2 | 35,9-37,8 |
| Кол-во солнечных элементов | 36 | 36 | 36 | 72 | 72 | 72 |
| Габариты, мм | 1210х547х35 | 1210х547х35 | 1210х547х35 | 1586х806х35 | 1586х806х35 | 1586х806х35 |
| Коммутационная коробка, TUV | IP66 | IP66 | IP66 | IP66 | IP66 | IP66 |
| Масса, кг | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 16 | 16 | 16 |
| КПД, % | 17,5 | 18,3 | 18,7 | 17,8 | 18,4 | 19,0 |
7. Sun Power портативные солнечные панели
Эта компания расположена в Украине и большей частью прославилась выпускаемыми перевозными солнечными комплексами. С их помощью можно получить электричество даже в походных условиях. Эти комплексы отличаются своей мобильностью, небольшими размерами и портативностью. Имеют выход USB и обладают мощностью до 500 Вт.
Другие характеристики портативных панелей Sun Power:
- срок службы солнечных панелей до 30 лет;
- имеет международную сертификацию CE RoHC;
- новое поколение панелей может быть также интегрировано в фасад или крышу без потери эстетики.
Удобно использовать подобные решения в автономном освещении биллбордов, дорог и участков, питании кемпингов и трейлеров, яхт и катеров.
8. «Квазар» - еще один украинский производитель
Компания выпускает широкий ассортимент фотовольтаического оборудования, в том числе солнечные панели и зарядные устройства. Солнечные батареи Kvazar изготавливаются из кремниевых кристаллов, выращенных на предприятии и имеют усиленную алюминиевую базу. Гарантия качества, которая выдается производителем немного настораживает – всего 10 лет. Однако электролюминесцентные и другие лабораторные тестирования подтверждают более длительный срок службы - до 25 лет.
Наш выбор: панели - KV175-200/24 M (монокристаллические), KV220-255M (также моно), KV210-240Р (вариант поли), в маркировке цифры указывают на мощность устройства.
Цена батарей от 13 000 рублей (приблизительно) за 150 Вт. Кроме гелиопанелей Kvazar выпускают фотоэлектрические преобразователи ячейками от 4 на 4 до 6 на 6 дюймов с КПД до 18,7%.
9. ООО «Витасвет»
Московское предприятие ООО «Витасвет» выпускает одну базовую модель SSI-LS200 P3 в 4-х вариациях мощности: от 225 до 240 Вт. Каждый модуль состоит из 60 кремниевых пластин типа мультикристалл и крепится на алюминиевый профиль. Вот их основные параметры, полученные при испытаниях в нормальных условиях 800 Вт/кв.м:
| Тип батареи/параметр | 225 Вт | 230 Вт | 235 Вт | 240 Вт |
|---|---|---|---|---|
| Макс. напряжение, В | 29,6 | 29,7 | 29,8 | 30,2 |
| Ток короткого замыкания, А | 8,1 | 8,34 | 8,41 | 8,44 |
| КПД, % | 13,5 | 13,8 | 14,1 | 14,5 |
Стоимость 12 800 рублей за панель мощностью 240 Вт.
10. Завод «Термотрон» (г. Брянск)
Предприятие производит автономные системы уличного освещения на солнечных батареях и мини-автономные солнечные станции. Первые поставляются на базе серийных модулей с высокой столбовой опорой. Особенности автономных систем уличного освещения от «Термотрон»:
- Эксплуатируются в диапазоне от -40 до +50 градусов по Цельсию;
- Имеют угол раскрытия луча 135 на 90 градусов;
- Поставляются с гарантированным ресурсом работы 12 лет в городских условиях;
- Имеют высоту опоры от 6 до 11 метров;
- Имеют мощность от 30 до 160 Вт на выбор.
Автономная станция «ЭКОТЕРМ*», выпускаемая заводом, будет интересна владельцам загородных домов и участков. Ее применяют также на фермах, телефонных станциях, для оснащения сельских школ, больниц, магазинов.
*Работает от дизель-генератора 14,5 кВт. Цена вырабатываемой энергии при количестве 18 фотоперерабатывающих элементов 5,12 руб/кВт, срок окупаемости до 5 лет (цену уточнять у производителя).
Заключение
Мы провели обзор нескольких ведущих предприятий так называемой фотоэнергетики России и Украины, который, надеемся, даст первичное представление о целесообразности применения солнечных батарей и позволит принять верное решение. Это не все бренды, однако наиболее популярные и доступные в продаже таковы.
20 лет назад электричество, добытое из солнечной энергии, казалось нам просто фантастикой. Но уже сегодня уже никого не удивишь.
Жители стран Европы давно поняли все преимущества солнечной энергии, и теперь освещают улицы, обогревают дома, заряжают различные приборы и т.д. В этом обзоре речь пойдет солнечных батареях нового поколения, созданных для облегчения нашей жизни и сохранения окружающей среды.
Типы СБ
Принцип работы солнечной батареи. (Для увеличения нажмите) Сегодня насчитывается более десяти видов солнечных устройств, которые используются в той или иной отрасли. Каждый вид имеет свои характеристики и эксплуатационные особенности.
Принцип работы кремниевых солнечных батарей: на кремниевую (кремниево-водородную) панель попадает солнечный свет. В свою очередь, материал пластины изменяет направление орбит электронов, после чего преобразователи дают электрический ток.
Эти устройства можно условно поделить на четыре вида. Ниже рассмотрим их подробнее.
Монокристаллические пластины
Монокристаллическая СБ Отличие этих преобразователей в том, что светочувствительные ячейки направлены только в одну сторону.
Это дает возможность получать самый высокий КПД - до 26%. Но при этом панель должна все время быть направлена на источник света (Солнце), иначе мощность отдачи существенно снижается.
Другими словами, такая панель хороша только в солнечную погоду. Вечером и в пасмурный день такой вид панелей дает немного энергии. Такая батарея станет оптимальной для южных районов нашей страны.
Поликристаллические солнечные панели
Поликристаллическая СБ Пластины солнечных панелей содержат кристаллы кремния, которые направлены в разные стороны, что дает относительно низкий КПД (16-18%).
Однако главным преимуществом этого вида солнечных панелей - в отличной эффективности при плохом и рассеянном свете.
Такая батарея все равно будет питать аккумуляторы в пасмурную погоду.
Аморфные панели
Аморфная СБ Аморфные пластины получают путем напыления кремния и примесей в вакууме. Слой кремния наносится на прочный слой специальной фольги. КПД подобных устройств достаточно низкий, не более 8-9%.
Низкая «отдача» объясняется тем, что под действием солнечных лучей тонкий слой кремния выгорает.
Практика показывает, что после двух-трех месяцев активной эксплуатации аморфной солнечной панели эффективность падает на 12-16%, в зависимости от производителя. Срок службы таких панелей не более трех лет.
Преимущество их в низкой стоимости и возможности преобразовывать энергию даже в дождливую погоду и туман.
Гибридные солнечные панели
Гибридные СБ Особенность таких блоков в том, что в них объединены аморфный кремний и монокристаллы. По параметрам панели похожи на поликристаллические аналоги.
Особенность таких преобразователей в лучшем преобразовании солнечной энергии в условиях рассеянного света.
Полимерные батареи
Полимерная СБ Многие пользователи считают, что это перспективная альтернатива сегодняшним панелям из кремния. Это пленка, состоящая из полимерного напыления, алюминиевых проводников и защитного слоя.
Особенность ее в том, что она легкая, удобно гнется, скручивается и не ломается. КПД такой батареи составляет всего 4-6%, однако низкая стоимость и удобное использование делает такой вид солнечной батареи очень популярной.
Совет специалистов: чтобы сэкономить время, нервы и деньги, покупайте солнечное оборудование в специализированных магазинах и на проверенных сайтах.
Новые разработки
С каждым днем технологии стремительно развиваются, и производство солнечных моделей не стоит на месте. Предлагаем ознакомиться с последними новинками на рынке солнечных систем.
Солнечная черепица
Солнечная черепица Дабы не испортить эстетику кровли дома и при этом получать бесплатную энергию солнца, можно рассмотреть вариант с покупкой солнечной черепицы. Этот отделочный материал состоит из достаточно прочного корпуса и встроенных фотоэлементов.
Кровельное покрытие вырабатывает достаточно энергии, которую можно использовать в бытовых условиях. При использовании такого материала-оборудования можно питать отдельно выделенную электросеть или сбрасывать электроэнергию в общую сеть.
В любом случае общие затраты на электроэнергию снижаются.
Лидером по производству солнечной черепицы является компания из России - «Инноватикс». Вот уже более десяти лет она продает высококачественные отделочные материалы со встроенными фотоэлементами.
Интересно, что такую черепицу тяжело отличить от обычного кровельного материала даже при близком расстоянии.
Преимущества солнечной черепицы:
- Полупроводниковый материал, который используется при соединении фотоэлементов, сократили в 4 раза.
- Инновационная система фокусировки солнечного света позволяет получать в 5 раз больше энергии.
- Средний срок эксплуатации солнечной черепицы составляет 20 лет.
- Относительно небольшой вес черепицы не имеет негативного давления на кровлю.
- Прочность солнечной черепицы позволяет ее использовать при любых погодных условиях. Черепица спокойно выдерживает град и другие осадки.
- Простота креплений позволяет надежно устанавливать черепицу в самые короткие сроки.
Солнечное окно
Солнечное окно Буквально три года назад на рынке солнечных технологий появилась новая разработка американских конструкторов из «Pythagorus Solar Windows». Суть инновации в том, чтобы использовать оконное стекло в качестве панели, добывающей солнечную энергию.
Подобные панели по полной используют в высотках европейских городов. Это позволяет существенно экономить электроэнергию.
Технология солнечных окон представляет собой использование фотоэлементов в виде кремниевых полос, встроенных между стеклами. Помимо того, что окна будут вырабатывать дополнительную электроэнергию, в дополнение окно будет защищать комнату от перегрева, задерживая солнечный свет. Внешне солнечные окна похожи на привычные жалюзи.
Другой производитель солнечных окон «Solaris Plus» предлагает использовать специальные стекла, обработанные специальным кремниевым напылением. Полосы будут преобразовывать солнечные лучи в электроэнергию, которая будет питать АКБ через полупрозрачные проводники.
Гибридные фотоэлементы
В 2015 году американскими конструкторами были разработаны гибридные фотоэлементы, позволяющие преобразовывать электроэнергию не только из солнечного света, но и тепла. Суть конструкции заключается в применении фотоэлементов из кремния и полимерной пленки «PEDOT».
Фотоэлемент фиксируется с пироэлектрической пленкой и соединяется с термоэлектрическим оборудованием, способным преобразовывать тепло в электрический ток.
Тестирование новой гибридной технологии показало, что новая термическая пленка способна вырабатывать в 10 раз больше электроэнергии, чем стандартная солнечная панель.
Системы на основе биологической энергии
Исследования, проводимые специалистами из университета Кембриджа, пока не дали конкретных результатов в области разработки солнечных систем нового поколения, преобразовывающих биологическую энергию (фотосинтез). Последние результаты показали КПД менее 0.4 %.
Но разработки не останавливаются, а ученые обещают, что в ближайшем будущем получать энергию от биологических солнечных систем.
Варианты таких батарей впечатляют:
- Лампа дневного света, работающая от обычного лесного мха.
- Электростанции в виде больших листьев.
- Панели из растений для домашнего пользования.
- Мачты из растений, из которых будут добывать электроэнергию и многое другое.
Надеемся на то, что в скором будущем гелиосистемы нового поколения будут использоваться по максимуму. Это даст возможность обеспечить электроэнергией каждый дом на планете, без вреда для окружающей среды.
Смотрите видео, в котором рассказывается о солнечных батареях нового поколения:
- производить солнечные батареи , такие батареи всегда будут пользоваться спросом, поскольку солнечная энергия неисчерпаема, и кремний, из которого в основном изготавливаются солнечные батареи, является очень распространенным веществом.
Единственный минус этой бизнес идеи – это неразвитость технологического процесса изготовления солнечных батарей
, которая пока не позволяет снизить стоимость батареи.
Производство солнечных батарей
требует наличия основного сырья - кварцевого песка, содержащего значительную концентрацию двуокиси кремния и хорошо поддающегося обработке.
Далее в зависимости от вида кремния: аморфного, монокристаллического и поликристаллического применяется своя технология производства. Для получения монокристаллического кремния с однородной структурой кристалла, его выращивают с помощью затравочного монокристалла. В специальной печи, определенным образом вращая.
Менее затратные по деньгам технологии применяются при производстве поликристаллического кремния, у которого структура неоднородна. Для получения поликристаллического кремния производят осаждения пара, что заставляет молекулы застывать свободно и неупорядоченно.
Изготовленные батареи на поликристаллическом кремнии имеют сравнительно небольшую цену.
Затем происходит обрезка получившихся в результате процесса производства дисков монокристаллического кремния до квадратной формы. Дальше алмазными дисками режут квадратной формы монокристаллический кремний тонкими пластинками толщиной 0,2 до 0,4 мм.
Затем их подвергают тщательной очистке, обтачиванию, шлифованию и очищению. Потом проводится тестирование пластинок монокристаллического кремния. Далее пластинки кремния соединяют, образуя элементы солнечных батарей. Затем на поверхности кремниевых частей батарей накладываются защитные покрытия из крепкого стекла для предупреждения
негативного воздействия окружающей среды. Далее поверхности металлизируют, потом накладывают антирефлексионное покрытие специальным ламинатом.
Для достижения необходимых электрических параметров, в частности уровня напряжения и силы тока, элементы солнечных батарей последовательно объединяют. Этот процесс происходит в соответствие с стекло-пленочной технологией, вписанной бизнес-план производства солнечных батарей. Пленка крепится к обратной стороне получающейся конструкции из фотоэлектрических пластин, затем герметизируются края пленки, что гарантирует качество солнечных батарей.
Под действием энергии солнца происходит генерирование тока фотоэлектрическими элементами солнечных батарей. Затем происходит аккумуляция тока, и его уже можно использовать для электропитания других электрических приборов.
Как сделать солнечную батарею – видео:
Кстати сами солнечные элементы можно заказать с известных интернет аукционов.
Современные реалии таковы, что человечество не может обходиться без электричества. Перебои с электроснабжением замораживают работу большинства систем, чье функционирование необходимо человеку для полноценной жизни. А места, где электричество отсутствует, для некоторых просто непригодно для обитания. Выходом из таких ситуаций являются альтернативные источники энергии. Однако и у этого варианта есть свои минусы, так как покупка солнечных батарей у производителей и поставщиков — далеко не дешевое удовольствие. Поэтому все более популярным становится изготовление этого источника энергии своими руками.
Итак, что же представляет собой солнечная батарея? Это контейнер, вмещающий в себя массив фотоэлементов, которые и преобразовывают солнечную энергию в электричество. Дело в том, что фотоэлементы весьма хрупкие, кроме того, их требуется огромное количество для получения достаточной мощности. Солнечная батарея вмещает в себе необходимое количество фотоэлементов, защищая их от всевозможных повреждений. Технология изготовления своими руками достаточно проста, особенно если есть готовая схема или чертежи изделия.
Покупка фотоэлементов
Существует несколько причин того, почему возникают проблемы с изготовлением солнечной батареи своими руками:
- во-первых, необходимые для производства фотоэлементы имеют высокую цену;
- во-вторых, их не так уж и просто найти, даже располагая приличной суммой (особенно на территории СНГ).
Фотоэлементы для солнечных батарей встречаются в продаже достаточно широкого спектра, форм и размеров. При выборе фотоэлементов важно помнить, что:
- Однотипные элементы производят равное напряжение. Напряжение не зависит от размера элемента.
- Размер элемента влияет на воспроизводимый ток. Большие по размеру элементы производят большее количество тока.
- Мощность батареи можно определить, умножив напряжение на генерируемый ток.
При изготовлении солнечной батареи не следует брать элементы разных размеров.
Дело в том, что напряжение от этого не поменяется, а вот генерируемый ток будет ограничен размером наименьшего элемента. В результате большие элементы не смогут работать в полную силу.
Изготовление основания
Основание для солнечной батареи — это простой мелкий деревянный ящик, технология изготовления которого не потребует особых усилий. Размеры ящика варьируются в зависимости от размеров фотоэлементов. Лучше перед изготовлением сделать чертеж основания, дабы избежать погрешностей. Общая схема солнечной батареи может иметь такой вид.
За основу можно взять фанеру, а деревянные рейки послужат бортами. Следует помнить, что солнце не всегда находится в зените, соответственно, угол падения солнечных лучей на батарею будет меняться на протяжении дня.
Борта ящика не следует делать слишком глубокими, дабы не препятствовать поступлению солнечных лучей на фотоэлементы. В бортах нижней части основания своими руками следует сделать отверстия. Впоследствии они послужат для выравнивания давления снаружи и внутри солнечной батареи. В верхнем и боковых бортах лучше не делать отверстий, дабы избежать попадания внутрь батареи осадков.
Затем все основание необходимо покрыть краской. Эта технология помогает защитить деревянную конструкцию от воздействия влаги. Далее понадобится отрезок ДВП, который будет свободно помещаться в основании между бортиками. Он будет выполнять функцию подложки. Его также следует покрыть несколькими слоями краски. Окрашивание должно проводиться тщательно, чтобы впоследствии древесина, подвергаясь воздействию влаги, не наносила ущерб фотоэлементам.
Лицевую сторону основания следует защитить от погодных неприятностей. Для этого можно использовать материал, пропускающий солнечные лучи, например стекло. Но не стоит забывать о хрупкости этого материала: стекло может быть повреждено градом, камнями, летящим мусором. Альтернативный вариант — небьющееся оргстекло.
Соединение фотоэлементов
Для упрощения установки своими руками элементов в основание можно нарисовать схему их размещения на подложке. Затем элементы выкладываются по схеме основаниями вверх, чтобы было возможно их спаять. Соединять элементы необходимо последовательно, следуя всем правилам производства солнечных батарей.
Стоит заметить, что не рекомендуется сильно надавливать на паяльник, чтобы не повредить хрупкие фотоэлементы. Спаивать элементы нужно по следующей технологии: из 3-х цепочек спаиваемых элементов средняя должна быть повернута на 180° по отношению к 2-м остальным. Именно так можно соединить все цепочки последовательно, что обеспечит необходимое напряжение.
Помещение фотоэлементов на основу
Для окончания производства солнечных батарей своими руками необходимо нанести по капле силиконового герметика по центру каждого элемента одной цепочки. Далее нужно перевернуть элементы и разместить их согласно ранее нарисованной на подложке схеме. Переворот элементов — один из самых сложных моментов производства. Скорее всего, эту операцию не удастся провернуть самостоятельно, поэтому следует запастись помощниками.
После размещения всех элементов на подложке нужно закрепить их с помощью клея, после чего подложка устанавливается в основу и прикрепляется шурупами.
Силиконовому герметику следует дать высохнуть на свежем воздухе. В верхней части основы проделывается отверстие для вывода проводов и тщательно герметизируется. После того как герметик высох, можно крепить оргстекло на место.
После прикручивания экрана из оргстекла образовавшиеся щели тоже можно загерметизировать. К выходному проводу следует прикрепить двухконтактный разъем. После выполнения всех этих пунктов солнечная батарея будет готова.