Сколько энергии дает солнечная батарея

 

Сколько энергии дает солнечная батарея и на что ее хватит?

Популярность солнечной энергетики привела к тому, что все больше людей начали задумываться над покупкой фотоэлектрических панелей для личных нужд. При этом многие из них, не имея желания или возможности установить полноценную станцию, останавливались на выборе всего одного или нескольких модулей. И вопрос, сколько энергии дает одна солнечная батарея, для таких покупателей становился критически важным. В данной статье мы попробуем ответить на него подробно.

Что влияет на производительность гелио панели?

Перечислим основные факторы, от которых зависит величина генерации.

1. Технические характеристики

Относятся к «внутренним» параметрам. Наиболее существенны:

  • Мощность – самый важный критерий. Очевидно, что модель на 500 ватт обеспечит более высокую выработку, чем 250-ваттная. Даже если вторая панель относится к более совершенному классу.
  • Тип ячеек – влияет на выработку в различных условиях освещения. Без учета данного фактора ответить, сколько энергии дают солнечные батареи в зависимости от времени дня или угла наклона относительно солнца невозможно. Монокристаллические варианты обладают самым высоким КПД, но только при идеальных условиях. Поликристаллы показывают лучшие результаты при облачной погоде и меньше теряют при отклонении от строгой вертикали направления падения лучей.

2. Сторонние причины

Включают в себя:

  • Уровень инсоляции для данной местности. Преимущественно зависит от географической широты. Если Вы живете в Краснодаре, одна и та же панель при прочих равных условиях будет вырабатывать в 1,5 раза больше электроэнергии, чем в Ленинградской области.
  • Погода. Чтобы понять, сколько энергии дает солнечная батарея при умеренной облачности, достаточно замерить показатели генерации и сравнить их с данными при ярком солнце. Результат окажется на 20 – 50% ниже, в зависимости от плотности облачного слоя.
  • Время суток. Примерно такие же потери из-за изменения угла падения и толщины атмосферы, которую приходится преодолеть солнечному лучу, возникают рано утром и поздно вечером.
  • Температура. Низкие температуры на производительность практически не влияют. Но при нагреве кремниевой панели выше 25% с каждым последующим градусом эффективность снижается примерно на 0,5%. Причем сказанное относится к нагреву рабочей поверхности, а не окружающей среды. Из-за этого при 30-градусной жаре и нагреве модуля до 60-70°C Вы можете потерять до 20% номинального КПД.
Читайте также  Солнечный коллектор из радиатора отопления

png

Сколько дает энергии солнечная батарея в месяц и в сутки

В качестве примера рассмотрим фотоэлектрический модуль средней мощности 250 Вт.

Для справки заметим, что выгоднее покупать его в комплекте с дополнительным оборудованием, чтобы получить мини-станцию, например, для дачи. В этом случае набор будет содержать:

  1. Гелио панель — 250 Вт/24V, монокристалл. — 400W, 12/24/48V. – 10A, 12/24V. — 50 A*ч, 24V (1,2 кВт*ч).

Объем выработки: около 100 кВт*ч (летом), 250 кВт*ч (с марта по октябрь), до 300 кВт*ч – год.

В сумме покупка обойдется Вам примерно в 600-630 долларов, или 50 тыс.руб.

В средней полосе России выработка составит:

На что хватит выработанной электроэнергии?

Мы определили, сколько энергии дает одна солнечная батарея за разные периоды времени. Для понимания вопроса рассмотрим вариант питания с ее помощью различных устройств на протяжении суток на обычной даче. Особенно это актуально там, где подключение к сети невозможно, либо подача электроэнергии происходит с перебоями и/или сильными перепадами напряжения.

Приблизительный список потребляющих устройств

Как следует из таблицы, с мая по август всего одна панель на 250 Вт может без проблем обеспечить работу ноутбука, просмотр телевизора, освещение и подзарядку гаджетов. Если взять несколько более мощную модель, в перечень вполне можно будет добавить несколько минут работы микроволновой печи и/или кипячения чайника.

Сколько энергии дает солнечная батарея

Солнечная батарея – это ряд солнечных модулей, которые преобразуют солнечную энергию в электричество и при помощи электродов передают его дальше, в другие преобразовательные устройства. Последние нужны для того, чтобы сделать из постоянного тока переменный, который способны воспринимать бытовые электроприборы. Постоянный ток получается, когда солнечную энергию воспринимают фотоэлементы и энергию фотонов преобразуют в электрический ток.

От того, сколько фотонов попадет на фотоэлемент, зависит, сколько энергии дает солнечная батарея. По этой причине, на производительность батареи влияет не только материал фотоэлемента, но и количество солнечных дней в году, угол падения солнечных лучей на батарею и другие факторы, не зависящие от человека.

В своем доме удобно использовать распашные ворота с электроприводом. Конструкция может быть с калиткой или без нее. Тут их оснащают фотоэлементами для того, чтобы исключить самозакрытие, если в зоне находиться машина. Такае ворота имеют презентабельный вид, долговечны в процессе эксплуатации.

Аспекты, влияющие на то, сколько энергии вырабатывает солнечная батарея

сколько энергии вырабатывает солнечная батарея

Прежде всего, производительность солнечных панелей зависит от материала изготовления и технологии производства. Из тех, что представлены на рынке, Вы можете найти батареи с производительностью от 5 до 22%. Все солнечные батареи разделяют на кремниевые и пленочные.

Читайте также  Окупаются ли солнечные батареи для частного дома

Производительность модулей на основе кремния:

  • Монокристаллические кремниевые панели – до 22%.
  • Поликристаллические панели – до 18%.
  • Аморфные (гибкие) – до 5%.

Производительность пленочных модулей:

  • На основе кадмий теллурида – до 12%.
  • На основе селенида мели-индия-галлия – до 20%.
  • На полимерной основе – до 5%.

Существуют так же смешанные типы панелей, которые преимуществами одного вида позволяют перекрыть недостатки другого, благодаря чему повышается КПД модуля.

Так же на то, сколько энергии дает солнечная батарея влияет количество ясных дней в году. Известно, что если солнце в Вашем регионе появляется на целый день меньше чем в 200 днях в году, то установка и использование солнечных батарей едва ли будет выгодной.

Кроме того, на КПД панелей влияет так же и температура нагрева батареи. Так, при нагревании на 1̊С производительность падает на 0,5%, соответственно, при нагреве на 10̊ С мы имеем в половину уменьшенный КПД. Чтобы предотвратить такие неприятности устанавливают системы охлаждения, так же требующие расход энергии.

Для сохранения высоких показателей производительности в течение дня устанавливают системы слежения за движением солнца, которые помогают сохранять прямой угол падения лучей на солнечные панели. Но эти системы стоят достаточно дорого, не говоря о самих батареях, поэтому не всем по карману устанавливать их для обеспечения энергией своего дома.

Сколько энергии вырабатывает солнечная батарея, зависит так же от суммарной площади установленных модулей, потому что каждый фотоэлемент может принять ограниченное количество солнечной энергии.

Как рассчитать, сколько энергии дает солнечная батарея для Вашего дома?

Опираясь на вышеизложенные моменты, которые стоит учесть при покупке солнечных панелей, мы можем вывести простую формулу, по которой можем высчитать, какое количество энергии будет выдавать один модуль.

рассчитать, сколько энергии дает солнечная батарея

Допустим, Вы выбрали один из самых производительных модулей площадью в 2 м2. Количество солнечной энергии в обычный солнечный день равно примерно 1000 Ватт на м2. В итоге мы получаем такую формулу: солнечная энергия (1000 Вт/м2) × производительность (20%) × площадь модуля (2 м2) = мощность (400 Вт).

Если Вы хотите высчитать, сколько воспринимается батареей солнечной энергии в вечернее время суток и в облачный день, Вы можете воспользоваться следующей формулой: количество солнечной энергии в ясный день × синус угла солнечных лучей и поверхности панели × процент преобразуемой энергии в пасмурный день = сколько солнечной энергии в итоге преобразует батарея. Для примера допустим, что вечером угол падения лучей равен 30̊. Получаем следующий расчет: 1000 Вт/м2 × sin30̊ × 60% = 300 Вт/м2, и последнее число используем как основу расчета мощности.

Читайте также  Установка солнечной батареи и зарядник из UPS

Немного простой математики в контексте альтернативной энергетики

647a199s 100

Рассмотрим на примере солнечной энергии и солнечных батарей.

Ищем данные по энергозатратам на производство солнечных панелей — www.ce.cmu.edu/~gdrg/read…ams_EnergyChemicalUse.pdf статью грохнули с сайта, я перезалил к себе на яндекс-диск — yadi.sk/i/yY0xvgok3VruU4

Согласно этим данным они составляют 1,4 кВт*ч/см2. Данная величина является фундаментальной и связана с термодинамикой, прорыва в этой области в ближайшем будущем не предвидится. Усилия инженеров и ученых в области солнечных батарей направлены на снижение стоимости техпроцесса и повышение КПД батареи. Стоимость нас вообще не волнует, а КПД повышаться бесконечно тоже не может, максимум он может быть равен 100% ))

Берем какую-нибудь распространенную солнечную батарею — www.helios-house.ru/solnechnye-batarei/

Первая попавшаяся солнечная батарея мощностью 200 Вт (об этом чуть позже) имеет размер 168 х 80,8 см, что дает нам площадь 13574,4 см2.

Умножаем площадь на энергозатраты — получаем, что на затраты на производство данной панели составляют 19 МВт*ч

Разбираемся с мощностью. Производители тут безбожно врут, обратимся к достоверным научным данным )) Известно, что средняя удельная мощность солнечного излучения на земной поверхности составляет 200 Вт/м2. Реальный КПД солнечных батарей — от 9 до 24%. Дадим нашей панели фору — максимальный КПД! В итоге реальная средняя мощность панели составит 65 Вт вместо заявленных производителем 200 Вт в идеальных лабораторных условиях (они считают, наверное, что солнце светит круглые сутки и везде как в Сахаре).

Далее считаем производство энергии за год — 65 * 24 * 365 = 0,57 МВт*ч

Старение солнечных батарей составляет 1,5% в год

Простой расчет показывает, что данная панель выработает 19 МВт*ч, затраченные на свое производство, за 46 лет.

Срок службы солнечной батареи составляет порядка 10-20 лет. Оптимистичные статьи рассказывают про 30 лет.

Теперь вспоминаем, что самой панели недостаточно — к ней нужен как минимум контроллер заряда, инвертер и аккумулятор. Все это имеет меньший срок службы и на их производство тоже была затрачена энергия.

Т.е. получается, что за весь свой срок службы солнечная батарея не выработает и половины энергии, затраченной на ее производство. А ведь кроме производства новых батарей нужна еще и «полезная» энергия — батарея ведь должна давать электричество, которое можно потратить еще на что-нибудь кроме производства самой батареи.

Такая же картина и с модными ветряками, и с приливными электростанциями, и с другой альтернативной мурой, которой зеленые ездят всем нам по ушам просто для того, чтобы рубить бабосики ))

Вот и остается нам старая добрая традиционная атомная энергетика, гидроэнергетика и ТЭЦ на угле, мазуте или газу.

Источник https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/skolko-energii-daet-solnechnaya-batareya-na-chto-hvatit-odnoj-solnechnoj-batarei

Источник https://altenergiya.ru/sun/skolko-energii-daet-solnechnaya-batareya.html

Источник https://www.drive2.ru/b/464127498657988935/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: