Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Расчёт ежедневной выработки энергии солнечной электростанцией

Расчёт ежедневной выработки энергии солнечной электростанцией

Расчёт средней ежедневной выработки электроэнергии необходим для наиболее правильного подбора солнечной электростанции. Существует статистика поступления солнечной энергии на единицу поверхности Земли в различных регионах. Наблюдение за уровнем облачности и солнечной активности осуществляется с помощью метеорологических спутников. В автоматических расчётах на сайте компании «Солнечная Энергоимперия» применяется статистика NASA – американского национального управления по воздухоплаванию, аэронавтике и исследованию космического пространства. Статистика получена в результате десятков лет наблюдений из космоса и является усреднённой. Поэтому, в отдельно взятый год наблюдения, среднегодовое и среднемесячное поступление энергии может несколько отличаться от представленных данных. Погрешность расчёта может составлять более 40% в меньшую сторону.

На основании данных о среднемесячном поступлении солнечной энергии на квадратный метр земной поверхности можно произвести расчёт ожидаемой выработки электроэнергии солнечными фотоэлектрическими (ФЭ) модулями, установленными в различных районах Земли. Количество поступающей солнечной энергии указывается в киловатт-часах на квадратный метр в день (кВт•ч/м2/день).

Данные для г. Москвы по поступлению солнечной энергии на поверхность, расположенную под углом 41° к горизонту («летний» угол установки ФЭ модулей) и направленную строго на Юг, кВт•ч/м2/день:

1.512.553.784.345.124.975.004.573.222.201.471.08
ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрь

Данные для г. Москвы по поступлению солнечной энергии на поверхность, расположенную под углом 71° к горизонту («зимний» угол установки ФЭ модулей) и направленную строго на Юг,

кВт•ч/м2/день:

1.722.713.673.794.183.954.003.862.972.241.621.26
ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрь

Исходя из этих данных, можно произвести расчёт среднемесячной ежедневной выработки электроэнергии солнечной батареей (ФЭ модулями). Например, мы располагаем четырьмя солнечными модулями номинальной мощностью 250 Ватт. В сумме, наша солнечная батарея обладает номинальной мощностью 1000 Ватт. Производитель указывает номинальную паспортную мощность модулей при уровне освещённости 1000 Вт/м2. Если за сутки, в июле, в среднем, на квадратный метр поверхности Земли поступает 5 кВт•ч энергии солнечного излучения (с самой различной мощностью в течение дня), значит, для удобства расчёта можно представить, что на поверхность поступало энергии при 1000 Вт мощности в течение 5 часов. Если помножим 1000 Вт на 5 часов, то получим 5000 Вт•ч, то есть 5 кВт•ч (5 киловатт-часов энергии).

С учётом того, что производитель проверяет ФЭ модули при освещённости 1000 Вт/м2, можно сделать вывод, что наша солнечная батарея проработает в июле с её номинальной указанной мощностью в течение 5 часов (приблизительно) и выработает 5 кВт•ч электроэнергии. При этом делается допущение, что батарея в течение всего светового дня выдаёт электрическую мощность прямо пропорционально уровню солнечного излучения. Именно по такому принципу производится расчёт средней выработки электроэнергии солнечной батареей ежедневно, в течение отдельно взятого месяца.

При расчётах не нужно учитывать КПД применённых при изготовлении солнечного модуля солнечных элементов, и высчитывать эффективность квадратного метра самой солнечной панели.

КПД солнечных элементов влияет только на итоговую площадь получившегося солнечного модуля. Чем выше КПД солнечных элементов, тем меньшим по размеру получается сам солнечный модуль той же мощности. А при одинаковых размерах ФЭ модулей с разным КПД, мощность модуля с более высоким КПД окажется несколько выше, но, зачастую, не более чем на 10%.

После того, как мы выяснили, сколько электроэнергии выработает, в среднем, наша солнечная батарея, расположенная в определённом регионе при определённом угле наклона к горизонту и ориентации по сторонам света, нам необходимо посчитать, какой частью из ожидаемого количества электроэнергии мы сможем действительно воспользоваться!

При этом рассмотрим две солнечных электростанции, с установленными солнечными модулями суммарной мощностью 1000 Ватт. Допустим, что станции отличаются лишь видом применённых в них контроллеров. В первой электростанции у нас будет PWM (ШИМ) контроллер, во второй — контроллер с функцией MPPT, с указанным максимальным КПД 98%.

В обеих станциях применены одинаковые аккумуляторные батареи (АКБ) с потерями при их зарядке и разрядке порядка 20%. В качестве инвертора возьмём эффективный российский инвертор (производства СибКонтакт), работающий с максимальным КПД 92%.

Электрическая энергия от солнечных ФЭ модулей вначале поступает в контроллер заряда, который передаёт эту энергию дальше - на АКБ. Электроэнергия, таким образом, «запасается» в АКБ. Чтобы воспользоваться данной энергией, нужен инвертор, который может преобразовать постоянное напряжение от АКБ в переменное напряжение 220 Вольт — для питания электроприборов. Не станем учитывать то, что поступление энергии от солнечной батареи и питание нагрузки могут совпадать по времени (что улучшит КПД работы всей системы), чтобы произвести расчёт объективно.

Теперь рассчитаем, приблизительно, количество той энергии, которым мы сможем воспользоваться для питания электроприборов. Представим, что станция установлена в Московской области, эксплуатируется в июле, мощность солнечной батареи 1000 Ватт, угол наклона ФЭ модулей к горизонту 41°, ориентация ФЭ модулей южная. При такой установке солнечная батарея способна выработать в «средний» июльский день 5 кВт•ч электроэнергии.

Примем средний КПД работы контроллера заряда равным 90%, а средний КПД инвертора 80%. Это необходимо из-за того, что КПД работы контроллера и инвертора, в среднем, всегда будут ниже, чем указанные производителями максимальные значения КПД.

Помножим КПД зарядки и разрядки АКБ на КПД контроллера заряда и на КПД инвертора:

0,8 * 0,9 * 0,8 = 0,576. Получили расчётный коэффициент для электростанции с MPPT контроллером.

Две рассмотренные электростанции отличаются видом применённых в них контроллеров. Статистика показывает, что контроллер с функцией MPPT работает со средней эффективностью, примерно на 20% превышающей эффективность ШИМ контроллеров.

0,576 * 0,83 ≈ 0,478

. Получили расчётный коэффициент для электростанции с ШИМ контроллером.

Мы получили среднюю эффективность использования электроэнергии, вырабатываемой ФЭ модулями. Теперь рассчитаем количество энергии, которое мы можем непосредственно направить на питание электроприборов. Умножим среднемесячную ежедневную выработку энергии ФЭ модулями на полученные величины:

5 кВт•ч * 0,576 = 2,88 кВт•ч. Это и есть то количество энергии, которым можно воспользоваться в Московской области, при эксплуатации электростанции в июле, с установленной мощностью солнечной батареи 1000 Ватт, при наилучшем «летнем» (41°) угле наклона и южной ориентации ФЭ модулей, при использовании MPPT контроллера заряда.

5 кВт•ч * 0,478 = 2,39 кВт•ч. Это расчётное количество энергии при тех же условиях, для такой же электростанции, но с ШИМ контроллером заряда.

Теперь постараемся произвести наиболее точный подсчёт среднего количества электроэнергии, которой Вы, теоретически, сможете пользоваться ежедневно в Московском регионе в течение 12 месяцев в году — при рекомендуемом «зимнем» (71°) угле наклона и южной ориентации ФЭ модулей.

Для электростанции с ФЭ модулями мощностью 1000 Ватт и MPPT контроллером заряда получим следующие значения с учётом потерь (при расчётном коэффициенте 0,576), кВт•ч в день:

0,991,562,112,182,412,282,302,221,711,290,930,73
ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрь

Для электростанции с ФЭ модулями мощностью 1000 Ватт и ШИМ контроллером заряда получим следующие значения с учётом потерь (при расчётном коэффициенте 0,478), кВт•ч в день:

0,821,301,751,812,001,891,911,851,421,070,770,60
ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрь

Среднегодовое значение количества потенциально полезной энергии для питания приборов электростанцией с модулями мощностью 1000 Вт и MPPT контроллером составит 1,73 кВт•ч в день.

Среднегодовое значение количества потенциально полезной энергии для питания приборов электростанцией с модулями мощностью 1000 Вт и ШИМ контроллером составит 1,43 кВт•ч в день.

На сайте Вы можете произвести расчёт эффективности работы станций в любом регионе России.

Следует учесть, что данный расчёт не учитывает «температурный коэффициент», который влияет на мощность ФЭ модулей (температура ФЭ модулей при расчётах принята равной +25°C). В зимнее время, например, мощность ФЭ модулей может существенно возрасти из-за снижения температуры окружающего воздуха. При 0°C мощность может возрасти на 11%, при -40°C — на 30%. Оценить примерную степень увеличения мощности работы ФЭ модулей зимой Вы сможете, изучив данные по среднемесячным температурам в Вашем регионе. Температурный коэффициент при расчётах можно принять равным -0.47% на каждый градус разницы между текущей температурой и номинальной температурой (+25°C). Если разница получается «отрицательная», то процент изменения мощности будет «положительным». То есть, при повышении температуры ФЭ модулей, их мощность уменьшается. А при снижении температуры, мощность модулей увеличивается.

Из-за существенного влияния температуры ФЭ модулей на эффективность их работы, не рекомендуется устанавливать модули вплотную к плоской поверхности крыши или другой опорной плоскости. Рекомендуется оставлять вентиляционный зазор. Многие установщики пренебрегают данным правилом, в результате чего ФЭ модули сильно перегреваются под воздействием прямых солнечных лучей в жаркие летние дни. Это приводит не только к снижению мощности работы ФЭ модулей, но и к сокращению срока их службы.

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее?

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее? Очень просто!

Как рассчитать солнечную электростанцию и выбрать оборудование для нее

Расчет небольших солнечных электростанций можно сделать достаточно просто вооружившись листом бумаги и ручкой. В этой статье мы расскажем основные принципы подбора оборудования для бытовых солнечных электростанций.

ВАЖНО:  комплектация солнечной системы никак не связана с площадью дома. Она зависит только от мощности подключаемого оборудования и количества потребляемой энергии.

Основными элементами солнечной электростанции являются:

·         Солнечные панели – они генерируют электроэнергию, и чем они мощнее и их больше, тем больше электроэнергии можно получить в течении дня.

·         Аккумуляторные батареи – в них происходит накопление элеткроэнергии, которую можно использовать в отсутствии солнца (ночью), когда выработки электричества на солнечных панелях нет.

·         Контроллер заряда аккумулятора – это устройство, которое позволяет обеспечить правильные режимы заряда аккумулятора. Выбор этого устройства, как правило, чисто технический момент за исключением выбора типа контроллера MPPT или ШИМ. Иногда контроллер заряда может быть встроен в инвертор.

·         Инвертор преобразователь напряжения – это устройство преобразует постоянный ток на аккумуляторах в переменный 220В, который используется во всех бытовых электроприборах. Мощность инвертора ограничивает максимальную мощность электропотребителей, которые могут быть подключены к системе.

Теперь подробно остановимся на каждом из этих элементов системы, для того, чтобы понять, какое именно оборудование и в каком количестве, нам потребуется.

 

Как выбрать инвертор – преобразователь напряжения

Подбор оборудования для системы начинается с выбора инвертора. Все инверторы делятся на 2 группы по форме выходного сигнала – чистый синус (форма сигнала в виде синусоиды) и модифицированный синус (форма сигнала в виде ступенек или трапеций). Если к системе будет подключаться любая индуктивная нагрузка: двигатели , компрессоры и т.д. то инвертор должен быть обязательно с чистым синусом на выходе. Т.е. если вы планируете подключать холодильник, насос, электроинструмент и т. д. то инвертор должен на выходе выдавать чистую синусоиду.

Если же подключаемая нагрузка это телевизоры, зарядные устройства, освещение и т.д. то модифицированный синус вполне подойдет.

Таким образом чистый синус имеет более широкую область применения, но и цена у него существенно дороже чем у инверторов с модифицированным синусом.

Итак, мы определили тип инвертора, который нам нужен, далее нужно определить его номинальную мощность. Для того, чтобы это сделать, нужно просуммировать мощность всех электроприборов которые могут быть включены одновременно. Мощность каждого прибора можно найти в инструкции или на самом устройстве. Например: холодильник (300Вт) + телевизор (70Вт) + насос (400Вт) + микроволновка (1000Вт) = 300Вт+70Вт+400Вт+1000Вт = 1770Вт. Соответственно в данном случае инвертор должен иметь номинальную мощность более 1770Вт. Кроме того важно понимать, что у некоторых приборов существуют пусковые токи, которые кратковременно появляются при запуске оборудования. Эти пусковые токи могут быть в 5-7 раз больше чем номинальные. Это важно учитывать при выборе инвертора. Благо у каждого инвертора есть запас прочности – пиковая нагрузка и зачастую эта характеристика в 2 раза больше номинальной мощности. Поэтому в данном примере инвертора номинальной мощностью 2000Вт хватит для обеспечения питанием указанных приборов, даже с учетом того, что у холодильника в момент пуска мощность может быть 300Вт*7=2100Вт.

Как рассчитать солнечные панели

Следующий вопрос  - как рассчитать сколько солнечных батарей нужно установить, чтобы их было достаточно для обеспечения нужным количеством электроэнергии.

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте выясним, сколько же электроэнергии мы потребляем. Это можно сделать умножив мощность электроприборов на время их работы, например: лампочка мощностью 50Вт работая в течении 3х часов, израсходует 50вт*3ч=150Вт*ч электроэнергии. Таким образом, можно посчитать полное электропотребление за сутки, но есть и более простой способ – посмотреть показания электросчетчика за месяц и разделить на количество дней в месяце. К примеру: счетчик за месяц (30 дней) накрутил 150кВт*ч электроэнергии. В среднем за сутки получается 5кВт*ч электроэнергии.  Это значит, что массив солнечных панелей должен за солнечный день успеть сгенерировать такое же количество электроэнергии.

Солнечные панели бывают различного размера и мощности, и в каждом конкретном случае бывает удобнее использовать панели определенного размера, но, как правило, для средних и больших систем используются панели 250-300Вт, поскольку они наиболее оптимальны с точки зрения монтажа. Мощность панели это как раз то количество электроэнергии, которая она вырабатывает при полной освещенности. Т.е. если на солнечную панель 250Вт в течении 3х часов под прямым углом будет светить солнце, то она выработает 250Вт*3ч=750Вт*ч электроэнергии. Конечно в течении дня может быть достаточно облачно и мало света, поэтому та же самая панель при облачной погоде может вырабатывать в 3-4 раза меньше электроэнергии чем в солнечную погоду.  Таким образом для грубой оценки такой подход в расчетах может подойти.  Например если нужна система, которая летом должна вырабатывать 5кВт*ч электроэнергии в день, при условии, что в среднем в течении 4х часов на панель будет светить солнце (4ч*250Вт=1000Вт), то нам понадобится не менее 5 таких панелей.

Для более точного расчета необходимо использовать так называемые таблицы солнечной инсоляции, в которых указаны средние значения солнечной освещенности на 1 кв.м. за сутки в разных регионах нашей страны. К примеру в Астрахани в июне на поверхность наклоненную на 35градусов к горизонту за месяц проникает 197.7 кВт*ч энергии. За сутки в среднем получится около 6.6кВт*ч энергии. Конечно, не вся эта энергия будет преобразована в электрическую. У каждого модуля есть КПД (коэффициент полезного действия, не путать с КПД ФЭПа), в среднем это 16.5-17%. Это значит что нужно 6.6 кВт*ч умножить на 17%, в результате чего получим 1.12кВт*ч в сутки с одного квадратного метра солнечных панелей. Зная нужное нам количество энергии в сутки, к примеру 5кВт*ч, мы можем определить нужную нам площадь солнечных панелей – 5кВт*ч/1. 12кВт*ч=4.46м.кв. Солнечный модуль 250Вт имеет размеры 1650х990мм и площадь равную 1.64м.кв.. Таким образом 3х модулей по 250Вт будет достаточно для генерации 5кВт*ч электроэнергии в сутки на территории Астрахани в июне.

По такому принципу делаются профессиональные расчеты систем, поскольку нет более точных данных по работе солнечных панелей, чем статистические.

Сколько нужно аккумуляторов

Количество энергии которое может быть запасено в аккумуляторной батарее можно оценить по формуле «емкость умножить на номинальное напряжение». Например аккумулятор емкостью 100Ач и напряжением 12В, может запасти в себе 100Ач*12В=1200Вт*ч электроэнергии.

Зная, сколько энергии у нас расходуется в сутки, мы можем определить какая часть этой энергии расходуется из аккумуляторов в отсутствии солнца. Но поскольку срок службы аккумуляторов на прямую зависит от глубины его разряда, и не рекомендуется разряжать аккумуляторы ниже 50%, мы рекомендуем делать расчет аккумуляторов исходя из суточного потребления, например в сутки потребляется 5кВт*ч, это 5000Вт*ч. Разделив потребление на 12В, получим требуемую емкость банка аккумуляторов 5000Вт*ч/12В=416Ач. Т.е. 4 аккумулятора по 100Ач гарантированно не разрядятся полностью в течении дня, что позволит увеличить срок их службы, а также обеспечат необходимым количеством электроэнергии в отсутствии солнца – ночью.

Как выбрать контроллер заряда аккумулятора и что это такое можно прочитать по адресу: http://oporasolar.ru/articles/11066-kontrollery-zaryada . В этой статье мы не будем останавливаться на данном этапе.

Зима-Лето

Зимой солнца сильно меньше чем летом, поэтому если вы хотите полностью автономную систему, то все расчеты необходимо делать основываюсь на минимальных значениях солнечной инсоляции, которые, как правило наблюдаются в декабре-январе. Так вы гарантированно обеспечите себе автономное питание в течении года. К примеру в той же Астрахани, значение солнечной инсоляции в декабре в 4 раза меньше чем в июне, поэтому для автономной работы системы зимой, потребуется в 4 раза больше солнечных панелей.

Наличие внешней сети или генератора

Если у вас есть возможность подключиться к сети или генератору, то это позволит не покупать большое количество солнечных панелей, для обеспечения питанием в зимнее время. При длительном отсутствии солнца можно включить сеть или генератор для зарядки аккумуляторов не небольшой период времени до полной зарядки, и продолжать получать энергию от солнца.

На сегодняшний день есть большое количество инверторов со встроенным зарядным устройством аккумуляторов, вплоть до автоматического переключения на питание от сети в случае сильного разряда аккумуляторных батарей. Такие инверторы наиболее удобны в использовании и достаточно просты в подключении.

Таким образом, мы разобрались как можно сделать расчет солнечной электростанции, а если у вас остались вопросы вы можете позвонить нам и мы поможем вам разобраться!

Самые эффективные солнечные панели - обзор 2020 года

23.12.2019

Эффективность солнечной панели - ключевая характеристика, ориентируясь на которую, покупатели делают выбор. При этом под эффективностью принято понимать КПД. Действительно ли эффективность модуля ограничивается коэффициентом полезного действия и какие факторы на нее влияют? Разберем ниже. 

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Распространенное мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов. 

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД - пусть не единственный, но все же ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в лабораторных условиях при следующих параметрах:

  • Объем энергии солнечного света - 1000 Вт;
  • Температура - 25 градусов; 
  • Рабочая площадь модуля - 1 м2
  • Угол наклона панели - 30 градусов.

И если производитель указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м2.  

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но в среднем полезное действие составляет 16-18%. При этом:

  • Поликристаллические панели показывают 14-16%;
  • Монокристаллические дотягивают до 17-20%. 

Влияние КПД на эффективность очевидно - чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому фактический КПД часто отличается от заявленного. 

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

  • Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД; 
  • Панели, разделенные на шинглы - прямые горизонтальные линии - демонстрируют от 17% до 19% КПД;
  • 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
  • Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом.  

При оценке соединения на первое место выходит количество шин или IBM. Шины - это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM 5 с 5-тью горизонтальными шинами. 

 

 

Хотите знать всё о солнечных электростанциях?

 

 

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели - измерение производственной мощности на м2 или на 1 модуль (по стандарту - 1,6 м2). В этом случае покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии. 

Мощность и КПД - взаимосвязанные величины и тестируются при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому чтобы рассчитать мощность достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако производители добиваются и большей мощности при меньших КПД за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии. 

 

Производство солнечных панелей: материалы и качество 

Вышеперечисленные факторы эффективности напрямую связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

  • Материал модуля - используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
  • Общее качество сборки - включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки. 

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД мы поговорили выше, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей: 

  • Grid A - безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации. 
  • Grid B - допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность - царапины, потертости. 
  • Grid C - наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей - осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой. 
  • Grid D - низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют. 

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта. 

 

 

В нашем интернет-магазине есть готовые решения под зеленый тариф

 

 

Обзор солнечных панелей

Чтобы читатель мог наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности проведем краткий обзор нескольких моделей от известных производителей. 

Самые мощные солнечные панели 

В этой категории панели будут размещены в порядке роста КПД: 

  • LP72-375M PERC - продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса. Стоимость в Украине - 4000 грн*. 
  • LG NeOn 340 W - одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный - 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%. Стоимость в Украине - 6100 грн*. 
  • SunForte PM096B00 333W от BenQ - при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%. Обойдется такая панель в 14 000 грн*. 
  • JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar - собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть фактически мощность на м2 ниже. Стоимость в Украине - 5200 грн*. 

Как можно видеть, стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет буквально за каждую десятую процента. 

  leapton lp72-375m perc 5bb LG NeOn 340 W BenQ SunForte PM096B00 333W JA Solar JAM72S03-375/PR 375 Wp
Основные        
Производитель Leapton LG BenQ JA Solar
Страна производитель Китай Южная Корея Тайвань Китай
Тип панели Монокристаллическая Монокристаллическая Монокристаллическая Монокристаллическая
Материал изготовления модуля Чистый кремний Чистый кремний Чистый кремний Чистый кремний
Материал рамки Алюминий Алюминий Алюминий Алюминий
Мощность (Вт) 375 340 333 375
Ток при максимальной мощности (А) 9. 39 9.86 6,13 9,48
Напряжение при максимальной мощности (В) 39.4 34.5 54,7 39,58
Ток короткого замыкания (А) 9.92 10.53 6.27 10,03
Напряжение холостого хода (В) 48.09 41.1 64.8 47,78
Количество элементов (шт.) 72.0 60 96 144
Минимальная рабочая температура (град.) -40.0 -40.0 -40.0 -40.0
Максимальная рабочая температура (град.) 85.0 90.0 80.0 85.0
Степень защиты IP IP67 IP68 IP67 IP67
КПД, не менее (%) 19. 1 19.8 19.6 18,92
Гарантийный срок (мес) 60 300 120 144
         
Габаритные размеры        
Вес (кг) 21.5 17.1 18,6 22,5
Длина (мм) 1960.0 1686.0 1559.0 2 000.0
Ширина (мм) 992.0 1016.0 1046.0 991.0
Толщина (мм) 40.0 40.0 46.0 40.0
         
Температурные коэфициенты        
Температурный коэффициент тока 0. 06 0.03 0.05 0.051
Температурный коэффициент напряжения -0.3 -0.27 -0.33 -0.289
Температурный коэффициент мощности -0.4 -0.36 -0.26 -0,36

Самые дешевые солнечные панели 

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для сравнения стоимости и технологических характеристик: 

  • AS-6P30 280W - модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал - поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет. Зато стоит всего 2800 грн*.
  • RS 280 POLY - поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%. Цена - 2400 грн*. 
  • RSM60-6-280P - поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей. Можно купить за 2700 грн*. 
  • Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA - пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД - 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит от 2400 грн*. Как производитель смог снизить цену настолько при сложной технологии производства, остается только догадываться. 

Таким образом на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена в 2-4 раза меньше, чем более производительные, однако и выдают они при этом на 25-20% меньше энергии. Если вы к примеру закупите 10 LP72, то за 40 000 грн* получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) 4,4 кВт. Однако при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

 

 

Хотите знать, как работают различные типы солнечных электростанций?

 

 

Лучшие солнечные панели в мире 2019

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель - MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно поэтому MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в 2019-м году. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в 480 долларов, что дешевле, чем SunForte.

И еще в 2019-м SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах. 

Кстати, в сравнение брались только кремниевые модели, производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

 

Почему эффективность имеет значение 

Эффективность важна в первую очередь при ограниченной площади под установку модуля, ведь высокий КПД позволяет при малом количестве панелей получить нужную мощность на выходе. Кроме того, высокая эффективность свидетельствует об использовании качественных материалов и новых технологичных решений, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный период и снижает скорость деградации модуля. 

Чтобы купить электростанцию на солнечных батареях нужно учитывать все эти факторы в совокупности, а также свой бюджет и ожидания от домашней СЭС. Так, если цель - заработать на зеленом тарифе, то возможно выгоднее закупить панели с меньшим КПД, а вот если нужна долговечная и надежная электростанция, стоит обратить внимание на передовые модели.

*Все цены представлены на момент написания статьи.

Расчет солнечных батарей для дома: методика, формулы, анализ

Система энергоснабжения на основе солнечных батарей кажется крайне простой. Как и ряд других систем электроснабжения, она состоит всего из 4 основных компонентов: фотоэлектрических панелей, аккумуляторов, контроллера заряда и инвертора, который преобразует низковольтный постоянный ток в бытовой, 220 В. Несмотря на такую простоту, установка системы предполагает расчет солнечных батарей для дома с учетом многих факторов.

Схема соединения солнечной батареи с сетью.

Эффективную работу конструкции можно получить только при согласованности элементов между собой. Основной вопрос, требующий рассмотрения, – выбор мощности солнечных батарей, что в реальной жизни выражается в финансовой эффективности внедрения конструкции.

Определение возможностей солнца

Расчет мощности ожидаемой выработки энергии проводится на основе данных мощности солнечного излучения с учетом погодных особенностей в различные времена года. Получая результат, необходимо также учитывать разные углы наклона панели, как вертикальной, так и горизонтальной ориентации.

Важный вопрос – выбор угла наклона панели. Имея возможность круглый год эксплуатировать систему, следует отдать предпочтение углу на 15° больше географической широты расположения дома. Кроме того, при большем наклоне на поверхности панели будут меньше задерживаться пыль и снег. Для Москвы этот угол будет равен 70° с ориентацией панели на юг. Если расчет для дома проводится исключительно для теплого времени года, они могут размещаться на стене или скате крыши с ориентацией на запад или на восток, в данном случае лучше увеличить наклон панелей в сравнении с оптимальным для лета наклоном.

Вернуться к оглавлению

Методика расчета

Схема солнечной энергосберегающей системы.

После выбора наклона солнечных батарей можно проводить расчет потенциальной производительности, количества солнечных модулей, требуемых для работы системы в выбранном режиме. Расчет и оценка проводится для худшего месяца (январь – для Москвы), летнего максимума (в Москве это июль) и для большей части года (февраль-ноябрь). Стандартную инсоляцию рассчитывают для площади в 1 м², номинальная мощность определяется при 25°С для стандартного потока света в 1 кВт/м².

Принимая максимальную инсоляцию (мощность солнечного излучения на поверхности Земли), расчет показывает, что выработка батареи относится к инсоляции 1м² так же, как мощность батареи относится к показателю мощности солнечного излучения на земной поверхности в ясную погоду, приходящейся на 1 м², то есть к 1000 Вт.

Умножая месячную инсоляцию на соотношение мощности батареи и максимальной инсоляции, можно полноценно оценить выработку солнечной батареи за отдельный месяц.

Расчет выработки фотоэлектрической панели проводится с помощью следующей формулы:

Eсб = Eинс . Pсб . η / Pинс,

где Eинс – месячная инсоляция квадратного метра, Eсб – выработка энергии солнечной батареей, η – общий КПД передачи тока по проводам, Pсб – номинальная мощность солнечной батареи, Pинс – максимальная мощность инсоляции м² земной поверхности. Важно инсоляцию и желаемую выработку использовать в одних и тех же единицах (джоулях или киловатт-часах). Имея показатели месячной инсоляции, можно оценить результаты полученной номинальной мощности солнечной батареи дома, нужной для обеспечения необходимой выработки в течение месяца.

Pсб = Pинс . Eсб / (Eинс . η)

Схема устройства солнечного коллектора.

Максимальная мощность солнечной батареи, указанная производителем, достигается в случае напряжения на ее выходе, которое превышает напряжение аккумуляторных батарей на 15-40%. Ряд моделей недорогих контроллеров заряда подключаются напрямую, «просаживая» выходное напряжение батареи ниже оптимального. Поэтому данную категорию потерь также необходимо заложить в КПД, уменьшив его на 15-25%. Однако представлены и модели контроллеров, удерживающие данные потери в пределах 2-5%.

Мощность солнечного излучения изменяется от месяца к месяцу, притом что номинальная мощность солнечной батареи остается неизменной, именно она должна стать основой определения места для установки. Благодаря формуле (2) удается оценить номинальную мощность батарей для определенных условий инсоляции, однако она малоэффективна для оценки возможностей в течение всего года. Для подробного рассмотрения режимов энергоснабжения таблица строится на основе формулы (1).

Вернуться к оглавлению

Анализ полученных результатов для 400-, 500- и 600-ваттной батареи

Специфика расчета мощности и анализа эффективности солнечных батарей:

  1. В связи с тем что для Москвы нет данных для угла наклона в 70°, но есть имеются данные для 40° и 90°, будет использоваться среднее значение.
  2. Значения месячной выработки округляем до 1 кВт/ч в меньшую сторону.
  3. В процессе расчета учитывается суммарный КПД контроллера и инвертора, равный 91%.
  4. «Режим дефицита» предполагает, что суммарной месячной выработки не будет хватать для внутренних потребностей самой системы (работы контроллера и инвертора).

Рассмотрение результатов стоит начать с 400-ваттной номинальной мощности батареи, для Москвы такого показателя будет недостаточно даже для поддержания аварийного режима в летние месяцы.

Схема работы солнечных батарей.

Однако в период с мая по начало августа выработка превышает аварийный минимум на 80%, с учетом тепла и длинных дней в данный период указанную номинальную мощность можно считать допустимым аварийным вариантом, если работа инвертора будет осуществляться не постоянно, а только в ситуации, когда электричество действительно нужно.

Приобретение солнечных батарей с меньшей мощностью можно рассматривать лишь для специальных целей, приемлемое круглосуточное бытовое электроснабжение они будут не способны обеспечить даже летом. Для маломощной системы критически важным является собственное потребление контроллера и инвертора и заряда. Оно кажется незначительным, однако при непрерывной работе за сутки набегает 0,6 кВт/ч, что в пересчете за месяц составляет 17-19 кВт/ч – треть от выработки, которая необходима для реализации аварийного режима.

В «темные» месяцы суммарная выработка системы с малой мощностью меньше этой величины. Конструкцией современных контроллеров и инверторов заряда предусмотрена защита от переразряда аккумуляторов, поэтому при фатальном повреждении системы непрерывная подача напряжения в автономной маломощной системе не гарантируется зимой даже в случае отсутствия нагрузки. В таблице данное время выделено серым цветом. Такая солнечная батарея в пасмурные зимние дни не сможет круглосуточно поддерживать напряжение, хотя в солнечную погоду даже в эти месяцы она способна обеспечить питание электроприборов необходимой мощности.

500-ваттной батарее в подмосковных условиях уже под силу дать аварийный минимум в период с мая до конца августа и производить 80% минимума в апреле и марте. 600-ваттные системы расширяют период аварийного использования со второй половины марта до сентября.

Вернуться к оглавлению

Анализ эффективности использования солнечных систем мощностью от 800 до 31,5 кВт

Схема трубчатого солнечного коллектора.

800-ваттные солнечные батареи летом позволяют использовать базовый режим электропотребления. Помимо этого, такие установки в силах обеспечить напряжение почти круглогодично – только в декабре и январе будет наблюдаться небольшой дефицит выработки.

Система в 1 кВт обещает удовлетворение базовых потребностей на протяжении почти всего периода длинных дней и с трудом берет «барьер» круглогодичного поддержания напряжения. Однако не гарантирует этого при пасмурном декабре-январе.

Следующий рубеж – батареи с номинальной мощностью в 1,2 кВт. В середине лета она обеспечивает умеренный режим, март-сентябрь – только базовый. На протяжении года выработка превышает внутренние потребности, поэтому при малой внешней нагрузке она способна круглогодично поддерживать напряжение, что позволяет ее эксплуатировать при обеспечении питания маломощных систем контроля. Аварийный минимум гарантируется большую часть года, исключение составляют самые темные месяцы – ноябрь-январь.

Солнечная батарея в 2 кВт поддерживает комфортный режим с начала мая до середины августа, а также базовые потребности в течение февраля-октября. Однако для ноября ее мощности хватит только для аварийного режима, а в декабре-январе она не сможет обеспечить даже эти скромные требования. Только номинальной мощности в 3,2 кВт под силу обеспечить аварийный минимум в течение года, расширив период комфортного использования на период длинных дней, март-сентябрь.

5.3 кВт номинальной мощности дает возможность использовать электричество от батарей в мае-августе практически без ограничений и гарантирует круглый год обеспечение базовых потребностей. 8 кВт – круглогодичное использование автономного электричества на уровне умеренного режима, 13.5 кВт – комфортного.

Максимальная мощность, которую могут иметь солнечные батареи, составляет 31.5 кВт. Ей под силу гарантировать бесперебойную эксплуатацию круглый год, зависимость от внешней электросети. Установка такой масштабной системы требует площади не менее 2 соток на стене или крыше, что позволить себе сможет не каждый владелец дома. Однако стоит учесть, что анализ проводился для Москвы. Исходя из таблицы, не сложно определить, что для получения аналогичных режимов в Астрахани или Сочи затраты уменьшаются втрое, в Петропавловске-Камчатском и во Владивостоке – в четыре раза, а в Южно-Курильске – аж впятеро.

Как рассчитать мощность солнечных батарей для дома. Жми!

Невысокий КПД солнечных батарей – один из основных недостатков современных гелиосистем. На сегодняшний день один квадратный метр фотоэлемента способен вырабатывать около 15-20 % от мощности падающего на него излучения.

Такая выработка требует установку батарей больших размеров для полноценного электроснабжения. Более того, чтобы достичь необходимого выходного напряжения, панели соединяются между собой последовательно или параллельно. Их площадь при этом может достигать от нескольких квадратных метров.

КПД солнечных панелей зависит от целого ряда причин:

  • материал фотоэлемента;
  • плотность солнечного потока;
  • время года;
  • температура;
  • и др.

Давайте подробнее поговорим о каждом факторе.

Материал фотоэлемента

Виды солнечных батарейСолнечные преобразователи делятся на три вида, в зависимости от метода образования атома кремния:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • панели из аморфного кремния.

Поликристаллические панели изготовлены из чистого кремния и отличаются сравнительно высоким КПД – 14-17%.

Монокристаллические панели менее эффективны в преобразовании солнечной энергии. Их коэффициент полезного действия около 10-12 %. Но невысокие энергозатраты на изготовление таких преобразователей делает их более доступными.

Панели из аморфного кремния (или тонкопленочные) просты и недороги в производстве, как следствие, доступны по цене. Однако, эффективность их значительно ниже, чем у предыдущих двух видов – 5-6%. К тому же элементы тонкопленочных преобразователей из кремния со временем утрачивают свои свойства.

Тонкопленочные батареи также изготавливают с нанесением частиц меди, индия, галлия и селена. Это немного увеличивает их производительность.

Работа в любую погоду

График зависимости мощности от погодных условийДанный показатель зависит от географического расположения панели: чем ближе к экватору, тем выше плотность солнечного излучения.

Зимой производительность фотоэлементов может снизиться от 2 до 8 раз. Это объясняется, прежде всего, скоплением на них снега, сокращением продолжительности и количества солнечных дней.

Важно помнить: в зимнее время следить за наклоном панелей т. к. солнце находится ниже обычного.

Условия эффективной работы

Чтобы батарея работала эффективно, нужно учесть несколько нюансов:
  • угол наклона батареи к солнцу;
  • температуру;
  • отсутствие тени.

Угол между рабочей поверхностью преобразователя и солнечными лучами должен быть близок к прямому. В таком случае эффективность фотоэлементов при прочих равных условиях будет максимальна. Чтобы увеличить КПД дополнительно к ним устанавливают систему слежения за солнцем, которая меняет наклон относительно положения светила. Но подобное встречается нечасто из-за дороговизны оборудования.

В процессе работы многие батареи нагреваются, что плохо сказывается на качестве преобразования энергии солнца в электрическую. Во избежание потерь необходимо оставлять пространство между устройством и опорной поверхностью. Это позволит потоку воздуха свободно проходить и охлаждать преобразователи.

Важно знать: необходимо протирать панели 2-3 раза в год, очищая их от пыли и тем самым увеличивая проходимость лучей солнца.

КПД фотоэлементов непосредственно зависит от количества попадающего на них солнечного света. И очень важно предусмотреть правильный монтаж преобразователей с полным отсутствием теней, падающих на рабочую поверхность. В противном случае может пострадать эффективность всей системы в целом. Как правило, батареи устанавливаются с южной стороны.

Есть батареи с 40% кпд, о них смотрите в следующем видео:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Портативные солнечные батареи - TechnoFresh

Дети Солнца
Портативные солнечные батареиОт Солнца постоянно приходит энергия в виде излучения большой мощности, более 1000 Вт на квадратный метр. Эту энергию можно использовать в различных целях: для получения тепла, света, электроэнергии

09. 07.2009
18:10
Алексей Созонтов

 

Представьте ситуацию: поход подходит к концу, до конечной точки день пути, если по извилистой дороге, и 3-4 часа по прямой. Маршрут проложен, но у навигатора «выдохся» аккумулятор, уже запасной, основной - давно на дне рюкзака. Идти по памяти? Можно забрести в расположенное неподалеку болотце и вылезать оттуда сутки. Как назло, печет солнце, и воды во фляжках с предыдущего привала осталось лишь на донышке. Подробной бумажной карты нет, эх, понадеялись на навигатор, придется топать по дороге – хоть не заблудимся…

 

- Горе путешественники, - скажете вы, и будете абсолютно правы. Чтобы не остаться совсем уж без электроники вдалеке от привычных электрических розеток, как раз и сконструированы переносные солнечные батареи.

 

Немного истории

 

Еще в 70-х годах 19 века был открыт так называемый фотоэлектрический эффект, проявлением которого является возникновение электрического напряжения на освещенной солнечным светом металлической поверхности. В 30-х годах уже 20 века была высказана мысль об использовании полупроводниковых фотоэлементов, однако, рекордный коэффициент полезного действия (КПД) тогдашних материалов не превышал 1 процента, то есть, в электричество превращалась лишь сотая часть световой энергии, что составляет немногим более 10 Вт с 1 квадратного метра площади в яркий солнечный день.

 

После многолетних экспериментов удалось создать фотоэлементы с КПД до 10-15%, и в 50-х годах в США были построены солнечные батареи практически современного типа. В 1959 году они были установлены на одном из первых искусственных спутников Земли. В 80-х годах производство солнечных батарей уже запущено в серию, появляются электростанции на основе солнечных батарей, а КПД самих батарей к 1989 году превышает 30%.  С этого момента эру портативных солнечных батарей можно считать открытой.

 

В настоящее время в ряде лабораторий разработаны батареи с КПД более 40%, но пока их производство слишком дорого для массового применения.

 

Вначале было Солнце…

 

От Солнца к нам постоянно приходит энергия в виде излучения достаточно большой мощности, более 1000 Ватт на квадратный метр. Эту энергию можно использовать в различных целях: для получения тепла, света, электроэнергии.

 

Солнечная батарея (модуль, панель) представляет собой фотоэлектрический генератор, преобразующий энергию солнечного света или других световых источников в электрическую энергию. Для получения необходимых параметров по току и напряжению солнечные батареи соединяют в цепи последовательно или параллельно.

Наибольшее распространение получили солнечные батареи из кремниевых элементов, объединенных в пластины. Для защиты от внешних условий пластины покрыты специальным стеклом с антиотражающей поверхностью и герметизированы от влаги.

 

В настоящее время все большую популярность приобретают солнечные батареи из, так называемого, аморфного кремния. Их отличительной особенностью является пластичность, то есть такую батарею можно гнуть, не опасаясь за ее повреждение.

 

Между фотоэлементами из кристаллического (жесткие) и аморфного (гибкие) кремния есть и другие отличия. Так, «жесткие» фотоэлементы тяжелее и более хрупкие, но они долговечнее и имеют в 1,5 – 2 раза больший КПД. Под долговечностью понимают срок службы, рано или поздно любая солнечная батарея «выгорает» от длительного лежания на солнце. В условиях средней полосы этот срок составляет несколько лет, а вот в условиях пустынь производители отмечают 15%-ное снижение эффективности уже через 600 часов работы батареи. Есть еще одно очень важное отличие между разными типами батарей: эффективный диапазон длин волн солнечного излучения, при котором КПД батареи максимален.

Кристаллические элементы будут прекрасно работать даже при освещении лампами накаливания, так как используют более «красную» часть спектра света, а гибкие, имеющие максимум в более «фиолетовой» части, лучше покажут себя в горах, где много ультрафиолета, но вот под лампочкой или в помещении за стеклом они обычно бесполезны.

 

Количество энергии, выработанное солнечной батареей, зависит от мощности батареи, интенсивности солнечного излучения и угла падения солнечных лучей на рабочую поверхность. Наибольший эффект достигается при падении солнечных лучей под прямым углом летом в безоблачную погоду. Но даже в пасмурный день солнечная батарея не будет бесполезна, просто ее мощность станет гораздо меньше, и это следует учитывать. Совместно с солнечной батареей целесообразно использовать аккумулятор, тогда энергия, накопленная за солнечный день, сможет использоваться и в теневое время суток.

 

Солнце – это жизнь… всех портативных устройств!

 

Портативные солнечные батареи могут быть использованы в различных областях: связь, компьютерная техника, военная техника, спасательные экспедиции, фото-, видео-, аудиотехника, экстремальный спорт, туризм, повседневная жизнь.

 

Одним словом, везде, где необходима электрика (особенно, не очень мощная) и отсутствует стационарная электрическая сеть. В комплекте с легкими универсальными буферными аккумуляторами - они незаменимый источник электрической энергии во время работы, отдыха и путешествий.

 

Основной функцией солнечных батарей является зарядка и подзарядка различного рода аккумуляторов, а так же питание электронных устройств в течение солнечного времени суток. При использовании маломощных батарей (до 4-6 Вт) заряжать мобильные устройства можно напрямую от батареи, с более мощными батареями целесообразно использовать специальные стабилизаторы напряжения во избежание перезаряда устройства и его выхода из строя.

 

При возможности можно подключить солнечную батарею к преобразователю напряжения, получится маломощная электростанция для питания обычных бытовых приборов. Это даже более удобно, потому что позволить заряжать мобильные устройства как обычно, с помощью штатных зарядных устройств и подключать приборы, требующие напряжения 220 В, например, бритву.

 

Обычно портативные солнечные батареи выполняются в виде небольшого размера сумочек-раскладушек, которые в походном виде занимают совсем немного места, а в рабочем состоянии раскидываются на площадь в несколько квадратных метров, однако существуют и оригинальные решения.

 

Сумки-зарядки позволяют заряжать мобильный телефон, MP3-плеер, цифровой фотоаппарат и многие другие устройства во время движения. Несколько солнечных модулей, расположенных на внешней поверхности сумки питают электроэнергией находящийся внутри прибор. Часто в сумке располагается еще и компактный аккумулятор, заряжающийся во время прогулок в солнечные дни и питающий вашу электронику, когда на небе собираются тучи. Внутренний аккумулятор можно подзарядить и в гостях - от розетки, или от прикуривателя автомобиля. Как правило, такие сумки имеют набор различных переходников, а также универсальный USB-переходник, к которому всегда можно найти зарядные устройства.

 

В жарких странах с солнечным климатом можно использовать солнечные батареи, вмонтированные в рюкзак, или даже раскинутые на спине у верблюда.

 

Светлое будущее…

 

С ростом цен на топливо и другие энергоносители, с увеличением экологических проблем использования традиционных видов топлива все отчетливее прослеживаются тенденции к использованию экологически чистых видов энергии. И уже сейчас это не кажется несбыточным. Портативные солнечные батареи все активнее используются в путешествиях, туризме и отдыхе. Только представьте, что на вашем рюкзаке или сумке может появиться электростанция мощностью в полкиловатта, причем не требующая ни запаса топлива, ни сложного и тяжелого оборудования.

Когда солнечная энергетика будет доступна каждому?

Во всём мире поддержка солнечной энергетики начиналась именно «с крыш» – потребители после установки частных солнечных установок получали либо существенную скидку на оплату электроэнергии, либо специальный «зелёный» тариф, по которому они могли отпускать электроэнергию в сеть. Это обеспечило ускоренный рост технологий, а развитие конкуренции, экономия масштаба и автоматизация производств привели к тому, что капитальные затраты на строительство СЭС в мире за последние 8 лет снизились в 5 раз. В России уже локализовано производство компонентов, поэтому вне зависимости от курса валют солнечная энергетика продолжит дешеветь для российских потребителей.
Сегодня в силу технологических особенностей энергосистемы и нормативного регулирования рынка, 90% всех «зелёных» энергоустановок небольшой мощности – до 10 кВт – это автономные или гибридные системы, не включённые в единую энергосистему. Технологическое включение частных владельцев солнечных установок в работу розничного рынка электроэнергии сегодня хотя и не запрещено формально, на практике труднореализуемо – в российском законодательстве нет положений, определяющих статус такого потребителя-производителя, а у энергосбытовых компаний нет обязательств по покупке «солнечных» объёмов электроэнергии. Тем не менее, в ряде российских регионов уже есть примеры покупки «зелёной» электроэнергии у простых потребителей энергосбытовыми компаниями.
Правительство РФ уже рассмотрело и одобрило законопроект о регулировании вопросов производства электроэнергии на объектах микрогенерации и направило его в Госдуму, а в феврале 2019 года законопроект был приняты в первом чтении.
Проект вводит определение микрогенерации, которого сейчас нет в законодательстве — это объект по производству электроэнергии мощностью до 15 кВт включительно, работающий, в том числе, на основе "зелёных" источников энергии, который используется потребителями для собственного энергоснабжения. Принятие законопроекта упростит процедуру размещения объектов микрогенерации и предоставит их владельцам возможность продавать излишки вырабатываемой электроэнергии на розничных рынках. Кроме того, в августе 2019 года Правительство РФ внесло в Госдуму ещё один законопроект, предуматривающий освобождение собственников солнечных энергоустановок от уплаты налога на доходы, возникающие от продажи избытков электроэнергии в период до 1 января 2029 года. 

Другая форма поддержки возобновляемой энергетики – субсидирование кредитов на покупку солнечных энергоустановок. В России этот сегмент кредитования только начинает развиваться, но это вопрос 2-3 лет и скоро купить солнечную установку для дачи в рассрочку или по льготному кредиту будет не сложнее, чем бытовую технику.

Не будьте фотоэлементом Snob

0 просмотров в этом месяце; 0 всего

Общий вопрос, который я задаю при обсуждении солнечной фотоэлектрической (PV) мощности: «Какова типичная эффективность панелей сейчас?» Когда я отвечаю, что поликристаллические панели массового рынка обычно составляют около 15–16%, я часто вижу морщину на носу у спрашивающего, за которой следует пренебрежительное бормотание, что 15% все еще слишком мало, и, возможно, они дождутся более высоких цифр, прежде чем лично заняться солнечными батареями. . К концу этого поста вы поймете, почему этот ответ меня раздражает.С 15% мы находимся в отличной форме: это достаточно хорошо для наших нужд. Давайте посчитаем и будем бороться со снобизмом.

Крупный план поликристаллического фотоэлектрического элемента, демонстрирующий голубой оттенок и мозаику из кристаллических доменов.

Во-первых, давайте посмотрим на эффективность других известных способов использования энергии, чтобы увидеть фотоэлектрические системы в перспективе. Я буду вести себя так, как если бы я обращался напрямую к снобу в области фотоэлектрической эффективности, потому что это весело, и я никогда не был бы таким грубым лично. Это может не относиться к вам, читатель, поэтому, пожалуйста, примите резкий тон спокойно.

Снарк Атака

Значит, 15% для вас слишком мало? Возможно, вы считаете, что лабораторные прототипы и дорогостоящие космические аппараты могут дать 40% положительных результатов, так что давайте не будем делать решительный шаг преждевременно, учитывая ужасные 15%.

Возможно, вы водите машину. Может быть, вы остановитесь, когда поймете, что он преобразует тепловую энергию от сжигания бензина в мощность локомотива с КПД около 15–25% (и это при ограниченном ресурсе). Нам следует ждать лучшего.

Электромобили поставляют в колеса энергию, хранящуюся в батареях, с КПД примерно 85%. Сейчас мы говорим. Но процесс зарядки требует еще 85% эффективности, и реальный удар заключается в том, что электростанция, работающая на ископаемом топливе (или ядерная), поставляющая электроэнергию, имеет КПД только 35%, а чистая эффективность преобразования ископаемого топлива в колеса составляет около 25% (такой же примерный, как у электростанции бензиновый автомобиль).

Водородные топливные элементы на практике не дают преимущества в эффективности, достигая 20–40% для преобразования водорода в оба конца, не включая эффективность создания и доставки электроэнергии для стимулирования образования водорода.

Если у вас мало энергии, попробуйте поесть. Но если подумать, наша метаболическая эффективность преобразования химической энергии в механическую продукцию аналогична эффективности автомобиля, так зачем беспокоиться? Поднимите нос.

Возможно, вы фанат биотоплива. Это, пожалуй, лучшее сравнение яблок с яблоками с солнечными батареями. Кукурузное поле в Айове улавливает солнечную энергию с ничтожной эффективностью 1,5%! Хорошо, но теперь мы знаем, что кукурузный этанол имеет ряд проблем. Водоросли могут быть намного эффективнее, верно? Но даже здесь фотосинтез достигает максимальной эффективности в 5–6% в идеальных условиях.

PV на самом деле довольно примечателен

Принимая во внимание этот последний пункт, я думаю, это довольно впечатляет, что мы превзошли биологию в 3 раза всего за несколько десятилетий усилий (у биологии было гораздо больше времени, чтобы работать над этой проблемой). Более того, 15% вполне соответствует нашим потребностям, как мы увидим в конце.

Помимо качественных оценок, приятно понимать происхождение фотоэлектрической эффективности и понимать, что мы не так уж далеки от теоретического предела.Дело в том, что мы не должны рассчитывать на какую-то произвольную эффективность, пока не перейдем к солнечной фотоэлектрической батарее: нам действительно не нужна дополнительная эффективность, и в любом случае физике есть что сказать о том, насколько высоко мы можем ожидать ее подъема.

Основы PV

Фотоэлектрический элемент чаще всего представляет собой кусок кристаллического кремния толщиной 200–300 мкм. (мкм = микрон = микрометр = одна миллионная метра). Конструкция может быть либо монокристаллической , - медленно выращенной из большой монокристаллической були, либо поликристаллической , отлитой в слиток и с лоскутным одеялом из кристаллических доменов различной ориентации (перевод: красиво на вид).Монокристаллические разновидности имеют небольшое преимущество в эффективности: вроде 18% против 15%. Ячейка легирована в то, что мы называем переходом p-n , который по сути является диодом. Здесь важно то, что соединение находится очень близко к передней поверхности клетки, и именно здесь эффективно собирается энергия.

Это работает так: фотон света приходит с неба и проникает в кремний на некоторой глубине. Если у него достаточно энергии (представьте, что впереди висит табличка: «Вы должны быть такими высокими, чтобы отправиться в эту поездку»), он может вытолкнуть электрон из решетки, оставив позади «дыру».

Большой хит: Призрачный предел

Это все, что нам нужно знать, чтобы сделать первый удар по ожиданиям эффективности. Первая часть знаний состоит в том, что фотоны ниже определенного энергетического порога, называемого запрещенной зоной , (1,12 эВ в кремнии; соответствует длине волны 1,1 мкм) не поглощаются материалом: они проходят сквозь него, как будто проходят сквозь прозрачное стекло. . Во-вторых, фотоны, которые поглощают , должны иметь энергию только 1,12 эВ, чтобы высвободить электрон из решетки.Любая лишняя трата тратится, выталкивая электрон на высокой скорости. Он дребезжит по решетке, выделяя свой «сахарный кайф» в виде тепла, когда успокаивается.

Сложив все это вместе, мы можем сказать, что если на фотоэлемент падает идеальный солнечный спектр абсолютно черного тела (без учета атмосферных эффектов в спектре), мы теряем 23% света из-за инфракрасной прозрачности за пределами 1,1 мкм, плюс тепловые потери, которые увеличиваются с увеличением увеличение энергии фотонов (более короткая длина волны). В результате мы оставляем 44% для производства фотоэлектрической энергии. Это игнорирует многие другие реальные физические ограничения, которые мы рассмотрим ниже, но, по крайней мере, представляет собой верхний предел ожидаемой эффективности.

Принимая во внимание только эффекты энергии фотонов, кремниевый фотоэлемент игнорирует 23% поступающей энергии и тратит 33% света, который приходит с большей энергией, чем может быть использовано, оставляя не более 44% доступной.

Мы видим эти эффекты на рисунке выше. При размере 1,1 мкм фотон хорошо согласован с энергией, необходимой для освобождения электрона, и мы используем 100% его энергии.Когда мы переходим к более коротким длинам волн, используется меньшая часть энергии фотонов, в результате чего 33% падающей энергии уходит на отходы тепла.

Итак, этот самый базовый анализ показывает, что мы достаточно хорошо справляемся с эффективностью 16% кремниевого фотоэлемента, когда грубо определенный верхний предел составляет 44%. Это не сильно отличается от автомобилей или электростанций с точки зрения того, насколько далеко ниже теоретического термодинамического предела мы достигаем на практике.

Лучше кремния?

Кроме того, ширина запрещенной зоны кремния равна 1.12 эВ, что соответствует длине волны 1,1 мкм. Другие полупроводниковые материалы имеют другую ширину запрещенной зоны. Зачем ограничиваться кремнием, даже если его очень много и мы извлекаем выгоду из значительных знаний и опыта в индустрии компьютерных микросхем и связанных с ней предприятиях? Мне было любопытно узнать, что произойдет с нашим расчетом теоретической эффективности в 44%, если мы позволим себе выбрать любую запрещенную зону.

Если мы уменьшим длину волны запрещенной зоны, мы потеряем больше инфракрасного света, но более эффективно используем часть солнечного спектра с преобладанием видимого света.Более длинноволновая запрещенная зона означает, что доступно больше фотонов, но достигается меньшая эффективность на видимых длинах волн. Где баланс?

Если рассматривать только спектральные потери, кремний имеет максимально возможную эффективность по сравнению с другими распространенными фотоэлектрическими материалами.

Я был удивлен, увидев кремний, находящийся рядом с максимальной эффективностью в этом компромиссе. Кто знал? При более тщательной обработке - с использованием спектра, полученного на земле, и эффектов, подобных тем, которые рассматриваются ниже, - пиковая производительность оказывается ближе к 0.9 мкм (1,38 эВ), около 34%.

В сорняки: другие пагубные ограничения

Небольшое предупреждение: мы собираемся перейти к мелочам, поэтому, если вас уже немного подташнивает, не будет большого вреда перейти к последнему абзацу в этом разделе.

До сих пор мы рассматривали только влияние входного спектра для устройства с одной запрещенной зоной. Но действуют и другие физические ограничения, связанные с тем, где (или если) фотон поглощается, историей пути сгенерированного электрона и дырки, поверхностными эффектами и т. Д.Вот четыре эффекта, которые следует учитывать (не полный список):

  1. Ожидаемая глубина проникновения фотона в кремний зависит от длины волны / энергии. Фотоны вблизи запрещенной зоны могут пройти очень долгий путь, прежде чем будут поглощены, в то время как фотоны высокой энергии поглощаются практически на передней поверхности.
  2. Фотоэлементы
  3. часто изготавливаются с отражающей задней поверхностью (также действующей как электрод), так что фотоны, проходящие через всю пластину, все еще имеют шанс поглощаться при отскоке.Отражающий барьер также снижает нагрев от инфракрасного света, который в противном случае поглощался бы задней частью ячейки.
  4. Переход p-n находится на конечной глубине, поэтому фотоны, поглощенные выше этого уровня, гораздо более уязвимы для поверхностных потерь.
  5. Свет с более короткой длиной волны страдает большими потерями на отражение на передней поверхности, чем свет с большей длиной волны, что часто придает голубоватому оттенку фотоэлементам.

Длина поглощения (данные с этого сайта) показана на логарифмическом графике ниже.Это только характерная глубина поглощения , но профиль на любой заданной длине волны следует экспоненциально убывающей вероятности поглощения, установленной этой шкалой.

Логарифмический график зависимости длины поглощения в кремнии от длины волны.

При длине волны около 0,5 мкм (зеленый свет) длина поглощения составляет около 1 мкм. Вскоре после этого становится важным третий эффект, перечисленный выше. При длине волны 1,0 мкм длина поглощения становится> 200 мкм, и свет часто достигает задней поверхности, где играет роль фактор 2.

После того, как поглощенный фотон создает пару электрон-дырка, электрон блуждает, натыкаясь туда-сюда, без направления в жизни (диффузия). Если он встречается с переходом p-n рядом с передней поверхностью, он перемещается к передней части, где присоединяется к стайке нетерпеливых электронов, жаждущих выбежать во внешнюю цепь и выполнить некоторую работу. Если он уйдет в другую сторону (глубже в кристалл), он может никогда не найти стык; в конечном итоге повторное объединение с «дырой» в другом месте - часто этому способствуют границы и поверхности кристаллических зерен или дефекты и примеси в кристалле.

Аналогичным образом, отверстие, образовавшееся над переходом, может блуждать в переход и выталкиваться назад в организованном браке (рекомбинации) с электроном, возвращающимся на заднюю сторону элемента из-за работы во внешней цепи. Таким образом, переход действует как насос , выталкивая электроны в одну сторону и дырку в другую, побуждая их участвовать в протекании тока через внешнее устройство.

Я создал простую модель для учета этих эффектов, где вероятность «накачки» равна единице на стыке, линейно сужаясь до некоторой меньшей вероятности на передней и задней поверхностях ( p f и p b соответственно).Линейность имеет некоторый смысл, потому что - как я должен был доказать себе с помощью моделирования - вероятность того, что случайное блуждание натолкнется на одну или другую крайность, просто линейно пропорциональна его исходному положению относительно этих двух границ. Если соединение всегда сметает заряд, извлекая его энергию, в то время как поверхность имеет некоторую фиксированную вероятность поглощения заряда и, таким образом, потери энергии, соотношение вероятностей для точек между ними будет линейным. Это игнорирует внутреннюю рекомбинацию в пути, которая не способствует дальнему пути, делая заднюю поверхность «более голодной».”

Модель для оценки вероятности преобразования как функции глубины и проникновения, игнорируя объемные рекомбинационные потери. Для данной длины волны кривая поглощения (красная) умножается на вероятность сбора (синяя) и интегрируется по всей площади. Передняя и задняя поверхности имеют некоторую вероятность поглощения носителей заряда, которые сталкиваются с ними. Перекресток на самом деле намного ближе к передней части, но для ясности он немного сдвинут назад.

Складывая этот эффект вместе с вероятностью экспоненциального поглощения vs.глубина и позволяя идеальное отражение сзади, я могу произвести ожидание, которое учитывает первые три фактора, указанные выше. Я не говорю о потере отражения от передней поверхности. Большинство новых фотоэлектрических элементов имеют антибликовое покрытие, которое уменьшает 30% -ное отражение поверхности до нескольких процентов в большей части видимого и ближнего ИК-диапазона. Но он выдает на синем или близком к ультрафиолету конце, позволяя отражению вернуться обратно до 30%. Поскольку отклик PV на синем конце уже слабый из-за поверхностных потерь и плохого использования энергии фотонов, я просто поглощаю дополнительные потери на отражение в вероятность поглощения передней поверхности, что актуально в первую очередь для коротких длин волн из-за их крошечной глубины проникновения. .

Ладно, мы тут в сорняках: попробуем вырваться. Объединив эти эффекты, мы получаем ожидаемую эффективность кремниевой фотоэлектрической панели в 35%: это недалеко от других оценок. Таким образом, реальные устройства фактически вдвое превышают теоретический максимум, что лучше, чем мы получаем во многих других важных областях.

С учетом длины поглощения и поверхностных потерь максимально возможная эффективность падает до 35%, когда вероятности передней и задней поверхности установлены на 0.5. Массовая рекомбинация не рассматривается.

Измененные кривые появляются выше. Я добавил кривую вероятности конверсии. Теперь фотоны, близкие к запрещенной зоне, в основном проходят через устройство, даже если они проходят второй раз из-за отражения сзади. Мы получаем высокую вероятность между 0,6–0,9 мкм, потому что свет преобразуется в электрон на достаточно большом расстоянии от задней поверхности, но мы еще не страдаем от неэффективности передней поверхности. Вероятность устанавливается на уровне 50% для коротких волн, который я произвольно назначил как коэффициент поглощения как передней, так и задней поверхностей.Результат 35% может быть в диапазоне от 28% до 41%, , поскольку я полностью изменяю коэффициенты переднего и заднего поглощения от 0% до 100%.

Таким образом, мы снизили наше первоначальное ожидание с 44% до примерно 35%, рассматривая физические процессы, которые практически неизбежны. Мы могли бы продолжить этот путь, учитывая все физические явления, которые на практике приводят к эффективности 16%, но я думаю, что уже переборщил с этим: существуют действительно веские причины, по которым эффективность не может достигать произвольно высоких значений. Мешает фундаментальная физика, и я впечатлен тем, что у нас есть.

Фантастический учебник по PV

Проведя анализ выше, я наткнулся на отличный сайт, объясняющий фундаментальные физические процессы, связанные с фотовольтаикой. Особенно восхитительна обильная интерактивная графика. Для частей, с которыми я знаком, я считаю информацию надежной и точной. Мне было особенно приятно увидеть подтверждение реализованной мной схемы вероятности сбора (вы получите тот же линейный эффект в интерактивном моделировании, если пренебрежете объемной рекомбинацией, увеличив длину диффузии и увеличив эффект поверхностной рекомбинации).

PV Шенаниганс

Почему некоторые лабораторные испытания или дорогие фотоэлектрические панели космических кораблей работают лучше, чем теоретический максимум, рассчитанный выше? Чаще всего это многопереходные устройства. Если мы сформируем стопку фотоэлектрических переходов из материалов, отличных от кремния, каждый с разной шириной запрещенной зоны, мы сможем более эффективно использовать спектр. Мы бы положили тонкий слой материала с синей запрещенной зоной впереди, затем зеленый с запрещенной зоной и, возможно, под ним кремний. Более длинные волны проходят через первые два слоя и используются кремнием.Короткие волны, с которыми сталкивался кремний, более эффективно улавливаются передними слоями. Большая часть энергии фотона идет на высвобождение электрона, а не на его скорость (тепло), и большее количество фотонов захватывается.

Такие устройства, конечно, сделать можно. Они более сложные, требуют меньшего количества стандартных полупроводниковых материалов и поэтому могут быть очень дорогими. Для спутника стоимость панелей составляет ничтожную долю от общей стоимости, а стартовая масса означает все.Так что стоит заплатить большую цену за то, чтобы удовлетворить их требования к мощности в меньшей панели. При крупномасштабном развертывании мы, скорее всего, обойдемся дешево и неэффективно. Фактически, более вероятно, что при массовом развертывании будут использоваться тонкопленочные (например, аморфный кремний) устройства, которые обычно имеют КПД ниже 10%, но их легче производить в массовом порядке.

Все сводится к этому

Это подводит нас к некоторым практическим вопросам. Возвращаясь к снобу эффективности PV, эффективность эффективно отображается в область .Типичное место в США получает в среднем 5 часов в день, эквивалентных полному солнечному свету. Это означает, что солнечный поток мощностью 1000 Вт / м², достигающий земли, когда солнце находится прямо над головой, эффективно доступен в течение 5 часов каждый день. Таким образом, на каждый квадратный метр панели приходится 5 кВт · ч солнечной энергии в день. При 15% эффективности наш квадратный метр улавливает и доставляет в дом 0,75 кВтч энергии. Типичный американский дом потребляет 30 кВтч электроэнергии в день, поэтому нам потребуется 40 квадратных метров панелей.Это составляет 430 квадратных футов, или примерно одну шестую площади крыши типичного американского дома (площадь крыши гаража на две машины). В чем проблема?

Если бы расчет дал в шесть раз больше площади крыши или даже в один раз больше площади крыши, я бы увидел проблему. Есть даже проблема с половиной или одной третью, поскольку найти подходящую часть крыши, обращенную к экватору, является проблемой. Но на 1/6 большинство домов могут его взломать (за исключением тенистых деревьев, и в этом случае вам нужна лучшая эффективность , а не !).Если даже возможно, утроение эффективности до 45% приведет к 5% площади вашей крыши. Но в этом нет никакого волшебства. Мы уже подошли к тому моменту, когда это возможно и практично с точки зрения энергетики / области. Перестань морщить нос!

Фактически, мы можем распространить этот аргумент на нацию или мир в целом. Даже при КПД 8% (типичное тонкопленочное многопереходное устройство) мы могли бы генерировать всю первичную мощность с незначительной площадью, как показано на рисунке ниже. Эффективность не узкое место .Обычно это цена. А более сложные, более чистые и эффективные элементы обычно не снижают цену.

Площадь земли, необходимая для производства 18 тераватт (на 50% больше, чем значение 2010 г. ) с использованием фотоэлектрических элементов с КПД 8%, показано черными точками. Источник: WikiMedia.

У нас нет недостатка в площади / ресурсах на планете, чтобы получить достаточно энергии от фотоэлектрических систем, даже при половинной эффективности кремния. Другие альтернативы даже близко не подходят к тому, чтобы сделать это заявление. В качестве примечания, поскольку Северная Америка в настоящее время использует 25% мировой энергии, ее точка, возможно, должна немного вырасти, но не чрезмерно.

Каким бы обнадеживающим ни был этот снимок, фотоэлектрическая зона представляет собой больше, чем вся мощеная зона в мире. Это меня беспокоит. Я уже много раз пересекал страну, и поверьте мне, там лот тротуара. Асфальтированная инфраструктура отражает огромные инвестиции, на строительство которых потребовались десятилетия. И здесь мы говорим об асфальте и бетоне, а не о высокотехнологичных полупроводниках. Мне действительно трудно представить себе масштабы такого развертывания фотоэлектрических систем. И я здесь даже не говорю о хранении. Таким образом, хотя это физически возможно и для этого достаточно эффективности, это остается сложной задачей.

Можем ли мы вообще начать? Согласимся ли мы, что это правильный путь? Будет ли у него много рычагов против нефти, учитывая, что это не замена жидкого топлива? Будет ли он всегда казаться ужасно дорогим после того, как его испортили смехотворно дешевым ископаемым топливом? Когда мировая нефть находится в предельном спаде, экономикам будет трудно справиться с этим, и это может показаться не самым подходящим временем для того, чтобы нанести удар по беспрецедентно крупномасштабным расходам, затраты и выгоды которых будут горячо обсуждаться.

Упоминал ли я когда-нибудь, что простое решение - это добровольное сокращение спроса на энергию? Но это не похоже на расширение / рост, так как же эта идея когда-либо получит поддержку?

Сколько энергии вырабатывают солнечные панели для вашего дома

Ключевые моменты:

  • Большинство бытовых солнечных панелей на сегодняшнем рынке рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.
  • Бытовые системы солнечных панелей обычно имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.
  • Солнечная панель мощностью 4 кВт в доме среднего размера в Йоркшире может производить около 2850 кВтч электроэнергии в год (в идеальных условиях).
  • Мощность солнечной панели зависит от нескольких факторов, включая ее размер, мощность, ваше местоположение и погодные условия.

Быстрые ссылки:

Как рассчитать мощность солнечной панели?

Поскольку все системы солнечных батарей индивидуальны, трудно сказать точно, сколько электроэнергии вырабатывала бы ваша.Этот полезный калькулятор от Центра альтернативных технологий может дать вам приблизительное представление, а также сумму денег, которую вы можете рассчитывать сэкономить.

Есть также несколько общих тестов, которые можно использовать для оценки потенциальной производительности вашей системы.

1. Мощность солнечной панели в день

Определите, сколько электроэнергии - в киловатт-часах (кВтч) - ваши панели будут производить каждый день, используя следующую формулу:

Размер одной солнечной панели (в квадратных метрах) x 1,000

Эта цифра x Эффективность одной солнечной панели (в процентах в виде десятичной дроби)

Эта цифра x Количество солнечных часов в вашем районе каждый день

Разделите на 1000

Подробнее об эффективности ниже .

Используйте этот калькулятор, чтобы оценить количество солнечных часов в вашем районе.

Пример
  • Панель размером 1,6 квадратных метра:
  • В вашем районе 4,5 солнечных часа в день *:
  • Разделить на 1000:
    • 1,440 ÷ 1,000 = 44 кВтч в день

* Количество солнечных часов сильно варьируется в течение года (4,5 часа - оценка на июль) и будет намного меньше в зимние месяцы, в частности.

2. Мощность солнечных панелей в месяц

Для получения итоговой суммы за месяц рассчитайте дневную цифру, а затем умножьте ее на 30:

  • 44 x 30 = 43,2 кВтч в месяц

3. Мощность солнечных панелей на квадратный метр

Самая популярная бытовая система солнечных панелей - 4 кВт. Он состоит из 16 панелей, каждая из которых:

  • размером около 1,6 квадратных метров ( м 2 ) размером
  • рассчитан на выработку примерно 265 Вт (Вт) мощности (в идеальных условиях)

Для расчета производительности на квадратный метр используйте следующую формулу:

Количество панелей x Емкость системы солнечных панелей

Емкость ÷ Общий размер системы (количество панелей x размер одной панели)

Пример
  • 16 панелей по 265 Вт каждая:
    • 16 x 265 = мощность 4240 кВт
  • Общий размер системы (16 панелей по 1. 6 м ( 2 каждый)
    • 4,240 ÷ 6 = 165 Вт на м 2

Сколько ватт вырабатывает солнечная панель?

Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.

Расчетная мощность поясняется ниже.

Сколько электроэнергии вырабатывает система солнечных батарей мощностью 1 кВт?

Система солнечных панелей мощностью 1 кВт может вырабатывать около 850 кВтч электроэнергии в год.

Насколько эффективны солнечные панели?

Следующие факторы влияют на то, сколько электроэнергии будут вырабатывать ваши солнечные панели:

Мощность

Максимальное количество электроэнергии, которое система может производить в идеальных условиях (известное как «пиковое солнце»).

Иногда это называют «номинальной мощностью» или «номинальной мощностью», это означает 1000 ватт (или 1 кВт) солнечного света на каждый квадратный метр панели.

Большинство бытовых систем солнечных панелей имеют мощность от 1 до 4 кВт.

Эффективность

Сколько солнечного света солнечные панели могут превратить в электричество.

Поскольку условия для солнечных панелей никогда не бывают идеальными, они никогда не будут эффективными на 100%. Фактически, КПД большинства жилых панелей составляет около 20%. Доступны панели с КПД от 40% до 50%, но они, как правило, непомерно дороги.

Обычно солнечные панели с более высокой эффективностью стоят дороже, но занимают меньше места на крыше.

Материалы

То, из чего сделана панель, также может повлиять на ее эффективность.

  • В монокристаллических панелях используется кремний более высокого качества, что делает их наиболее эффективными с точки зрения производительности и занимаемой площади
  • Поликристаллические панели немного менее эффективны, но дешевле покупать

Ваша крыша

Направление

Широта Великобритании - ее точка на Земле по отношению к экватору - составляет 51 градус северной широты, что означает, что солнце всегда находится к югу от вашего дома и никогда не проходит прямо над ним.

Вот почему крыши, ориентированные на юг, дают наилучшие результаты, хотя солнечные батареи все равно будут работать на крышах, выходящих на восток или запад.

Угол

Крыша, наклоненная под углом около 30 градусов, как говорят, дает наилучшие общие характеристики. Чтобы узнать больше о том, как угол наклона крыши влияет на производительность, щелкните здесь.

Оттенок

На вашей крыше не должно быть теней и препятствий (например, деревьев), поскольку все, что блокирует солнечный свет, сделает панели менее эффективными.

Ваше местоположение

Не все районы Великобритании получают одинаковое количество солнечного света. Юг Англии - самая солнечная часть страны, где высокое давление способствует очищению неба от облаков.

Количество солнечного света падает постепенно по мере того, как вы двигаетесь вглубь суши и дальше на север, что немного влияет на то, насколько продуктивными могут быть солнечные панели.

Могу ли я хранить электроэнергию, которую генерируют мои панели?

Батареи для хранения солнечной энергии теперь доступны в Великобритании. Однако технология все еще довольно новая, поэтому эти продукты могут быть довольно дорогими, хотя, как и в случае с солнечными панелями, стоимость постепенно снижается.

Когда вы регистрируете свои солнечные панели в соответствии с государственным льготным тарифом (теперь закрытым для приложений), вы получаете оплату за электроэнергию, которую вы производите, но не используете сами.Но поскольку этот платеж ограничен 50%, в ваших интересах использовать как можно больше электроэнергии, в том числе хранить ее в батарее и использовать на ночь.

Любая устанавливаемая батарея должна быть совместима с вашими солнечными панелями и иметь правильное напряжение. Установщик солнечных панелей сможет сказать вам, какой тип батареи (если таковой имеется) лучше всего подходит для вас.

Как мне проверить, что мои солнечные панели работают эффективно?

Ваши солнечные панели подключены к панели управления, называемой домашним дисплеем.Это беспроводное устройство, которое вы можете использовать, чтобы контролировать, вырабатывает ли ваша система столько электроэнергии, сколько должно.

Если вас беспокоит, что ваши солнечные панели не работают, обратитесь к установщику или производителю. Они могут отправить профессионального специалиста для расследования.

Мы не рекомендуем вмешиваться в работу солнечных панелей, так как это может привести к повреждению системы и аннулированию гарантии.

Поделиться этой историей


Солнечная энергия

Солнечная энергия

Основы солнечной энергетики

Солнце всегда там; много энергии

Сколько фотонов (энергии) достигает поверхности Земля в среднем?

Здесь показан энергетический баланс атмосферы:

Основные компоненты на этой диаграмме следующие:

  • Коротковолновое (оптическое) излучение от Солнце достигает вершины атмосферы.
  • Облака на 17% отражают обратно в космос. Если земля получит больше облачно, как предсказывают некоторые климатические модели, будет больше радиации отражается назад и меньше достигает поверхности
  • 8% рассеивается назад молекулами воздуха:
  • 6% фактически прямо отражается от поверхности обратно в Космос
  • Итак, общая отражательная способность Земли составляет 31%. Это технически известный как Альбедо. Примечание что во время ледниковых периодов Альбедо Земли увеличивается как большая часть его поверхности является отражающей.Это, конечно, усугубляет проблема.
Что происходит с 69% поступающего излучения, которого не происходит отразиться назад:
  • 19% поглощается непосредственно пылью, озоном и водой пар в верхних слоях атмосферы. Этот регион называется стратосферой. и нагревается этим поглощенным излучением. Потеря стратосферного озон заставляет стратосферу со временем остывать это заставило некоторых использовать стратосферное охлаждение в качестве аргумента против возникновение глобального потепления.Эти два не связаны вообще.
  • 4% поглощается облаками, расположенными в тропосфере. Этот это нижняя часть земной атмосферы, где бывает погода. Эта часть цикла равновесия изменяется как тропосфера, особенно в тропических широтах, становится более облачно.
  • Остальные 47% солнечного света, падающего на верхнюю часть земная атмосфера достигает поверхности. Это не настоящий значительная потеря энергии. Совершенно бессмысленно выводить солнечные батареи на орбиту, а затем "луч" энергия возвращается на поверхность.

Сколько энергии от солнца достигает поверхности Земля в среднем?

Обратите внимание, что мы измеряем энергию в ватт-часах. Ватт это не единица энергии, это мера мощности. ЭНЕРГИЯ = МОЩНОСТЬ x ВРЕМЯ

1 киловатт-час = 1 кВт-ч = 1000 ватт, используемых в час = 10 лампочек по 100 ватт осталось включенным на час

Падение солнечной энергии на землю:

Таким образом, за этот 8-часовой рабочий день получается:
  • 8 часов x 600 Вт на кв.м = 4800 ватт-часов на кв. м, что равняется 4,8 киловатт-часов на квадратный метр
  • Это эквивалентно 0,13 галлона бензина.
  • Для 1000 квадратных футов горизонтальной площади (типовая площадь крыши) это эквивалентно 12 галлонам газа или около 450 кВтч
Но чтобы перейти от полученной энергии к генерируемой, требуется преобразование солнечной энергии в другие формы (тепло, электричество) при некотором пониженном уровне эффективности.

Подробнее о фотоэлементах мы поговорим позже.А пока Единственное, что следует сохранить, это то, что они довольно низки по эффективности!

Сбор солнечной энергии

Количество захваченной солнечной энергии критически зависит от ориентации коллектор по отношению к углу Солнца.

  • При оптимальных условиях можно достичь флюсов до 2000 Ватт на кв. Метр
  • Зимой для местоположения на 40 градусах широты солнце ниже в небе, и средний получаемый поток составляет около 300 Ватт на кв.метр
Типичное домашнее потребление энергии зимой составляет около 2000-3000 кВтч. в месяц или примерно 70-100 кВтч в день.

Предположим, что наша площадь крыши составляет 100 квадратных метров (около 1100 квадратных метров). ноги).

Зимой в солнечный день на этой широте (40 o ) крыша будет получите около 6 часов освещения.

Итак, энергия, произведенная за этот 6-часовой период:

300 Вт на квадратный метр x 100 квадратных метров x 6 часов

= 180 кВт / ч (в день) больше, чем вам нужно.

Но помните о проблеме эффективности:

  • КПД 5% 9 кВт / ч в день
  • КПД 10% 18 кВт / ч в день
  • КПД 20% 36 кВт / ч в день

В лучшем случае это представляет 1/3 типичного ежедневного потребления энергии зимой, и это предполагает в этот день солнце светит на крыше в течение 6 часов.

С разумным энергосбережением и изоляцией и окнами, выходящими на юг, можно уменьшить ежедневное использование энергии примерно в 2 раза.В этом случае, если солнечная черепица становятся эффективными на 20%, тогда они могут обеспечить 50-75% ваших энергетические потребности

Другой пример расчета для солнечной энергии, который показывает, что относительная неэффективность можно компенсировать сборной площадкой.

Сайт в Восточном Орегоне получает 600 Вт на квадратный метр. метр солнечной радиации в июле. Предположим, что солнечный панели имеют КПД 10% и подсвечиваются на 8 часов.

Сколько квадратных метров потребуется для создания 5000 кВтч электроэнергии?

каждый квадратный метр дает вам 600 х.1 = 60 Вт

через 8 часов вы получите gt 8x60 = 480 ватт-часов или около 0,5 кВтч на квадратный метр

Вы хотите 5000 кВт / ч

поэтому вам нужно 5000 / 0,5 = 10,000 квадратных метров сборной площади


Солнечная энергия: сбор, энергия Генерация и передача тепла

Как используется солнечная энергия:

    Два варианта:
  • Нагрев воды в пар
  • Превратите фотоны в электроны

Солнечная тепловая энергия:

  • Сфокусируйте солнечный свет на ведре с водой
    Для этого требуется около 2000 гелиостатов.
    Техническое обслуживание, первоначальные затраты делают энергию
    дорогой (25-50 центов за кВтч).
  • Прямое преобразование в электричество Фотоэлектрические; преобразование солнечных фотонов в электроны, которые стечь по полупроводнику. Основная проблема - низкий КПД (около 10%).
Фотоны в электроны: фотоэлектрические устройства

Фотоэлектрический эффект генерации заряда

  • Когда фотоны ударяются о металл, их энергия используется для свободного высвобождения. связывают электроны и, следовательно, вызывают ток.
  • Эффективность этого процесса зависит от материала
  • Это принцип цифровых фотоаппаратов (все выпускники колледжей должны знать, как цифровая камера работает - это проверка грамотности).

    Чтобы использовать фотоэффект, нам нужен материал, который хороший проводник электричества, который можно производить оптом по разумной цене. Эти условия сильно ограничивают доступный выбор. Для большинства практических аспектов предпочтительным материалом является силикон.

    Кремний:

    • распространены на Земле и легко обнаруживаются в коре. Это прямой продукт слияния звезд. Это может быть легко извлекается из корки и производится серийно.Компьютеры дешевы, потому что кремний хорошо подходит для печатных плат и легко извлекаемый материал из земной коры. Результатом является мировая экономика, сосредоточенная на полупроводниковой технологии.
    • Имеет четыре внешних (валентных) электрона, связывающих атомы кремния вместе в кристалле
    • В нормальных условиях свободных электронов нет в кремнии, чтобы проводить электричество. Все электроны привыкли свяжите атомы на месте, чтобы сформировать кристалл.
    • Зона проводимости пуста, поэтому ток не может быть переносится материалом.
    Схематическая структура энергетических зон в кремнии: Следовательно, если на атом кремния попадает не менее 1,11 электронов Вольт от какого-то источника, валентный электрон будет двигаться к зоне проводимости. Когда электрон находится в проводимости полосы, материал может пропускать ток, и материал теперь дирижер.

    Столько энергии составляет 1,11 электрон-вольт?

    • 1,11 эВ соответствует энергии, которую фотон длина волны 1,12 мкм.
    • 77% солнечной энергии переносится фотонами с длиной волны меньше этой и поэтому может перемещаться валентный электрон в кремнии в проводящую зону.
  • Технологии солнечных батарей

    © Х. Фёлль (сценарий «Железо, сталь и мечи»)

    Немного Общие пункты
    Солнечный элемент - это устройство, поглощающее свет и преобразует энергию, содержащуюся в свете, в электрическую. В чтобы понять, о чем идет речь, сначала нужно взглянуть на несколько числа. Приведу только ориентировочных чисел, т.к. насколько это возможно в системе "1", потому что этого достаточно, чтобы получить основные сообщения по горизонтали.Зададим следующие вопросы:
    1. Сколько энергии содержится в солнечном свете?
    2. Сколько электроэнергии мне нужно лично?
    3. Насколько велика эффективность преобразования солнечных элементов?
    4. Сколько квадратных метров солнечных батарей мне лично нужно, чтобы покрыть все мне нужно электричество?
    5. Сколько это стоит? Могу ли я себе это позволить?
    6. Как насчет времен, когда не светит солнце?
    Обратите внимание, что на данный момент мы не нужно знать , как работает солнечный элемент.Давайте пройдитесь по этим точкам один за другим.
    1. Сколько энергия содержится в солнечном свете?
    На этой планете максимальное количество солнечного света может быть на экваторе безоблачный день. Это - примерно - 1 кВт / м 2 или 1000 Вт за квадратный метр.
    На рассвете и вечером вы получаете меньше, а ночью ничего. В ежегодно в среднем на этом безоблачном месте на на экваторе примерно 200 Вт / м 2 .Год (аббревиатура: a ) имеет 1 a = 365 · 24 = 8 760 часов (ч), поэтому энергия, произведенная на квадратный метр в год составляет 200 Вт / м 2 · 8 760 ч = 1 760 000 Втч / м 2 = 1760 кВтч / м 2 или примерно 2000 кВт / м 2 .
    Там, где я живу (на широте к северу от штата Мэн), солнца гораздо меньше, много облака, холодно, и идет сильный дождь. Допустим, мой средний годовой показатель составляет 100 Вт / м 2 или около 1000 кВт / м 2
    Мое прискорбное отсутствие солнца и избыток дождя и снега не так страшны, как кажется.Солнечные элементы работают лучше всего, если они холодные, они сталкиваются с серьезными проблемами. проблемы если реально жарко! Дождь действительно снижает интенсивность света, но также сохраняет поверхность солнечных элементов в чистоте и, таким образом, имеет положительный эффект. Солнечные элементы, покрытые листьями, пылью или птичьим пометом, не производят столько электричество как чистое
    Вт , как вы наверняка знаю, это единица для мощность или энергия на время. 1 Вт равно 1 Дж / с (Джоуль в секунду), а Джоуль - это базовая мера энергии . Теперь посмотрим на источников питания вы можете относиться. Если вы идете На полную мощность на велосипеде вы производите около 200 Вт - если у вас все хорошо. Если вы идете более неторопливо и делаете перерывы для сна, еды и походов в ванная комната, ваш средний дневной показатель может быть около 50 Вт . Что мы можем принять как мощность, производимая типичным жестким рабом, вездесущим и относительно умный источник энергии, которым ценится большинство великих культур в история.
    Если посмотреть на потребление энергии , типичный (США) лампочка потребляет 100 Вт . Вам нужно два раба, чтобы один горел. Типичные бытовые приборы мощностью от 50 Вт (маленький телевизор) до нескольких кВт. (плита, сушилка). 746 Вт , кстати, равняется 1 лошадиным силам. Лошади могут работать действительно тяжелее, чем рабы, но они не так полезны в таких работах, как копание для руды, ковки мечей или совместного использования кровати.
    Да ну, даю вам некоторые точные данных сейчас:
    Средняя солнечная энергия в год в Германия.
    Это , измеренные чисел для Германии. Я живу в киле (черный круг, полностью вверх), значит, 1000 кВт / м 2 не слишком Плохо. Баварцы на юге имеют немного больше солнца и поэтому собирают немного больше солнечная энергия.
    2.Сколько электрическая энергия делаю, лично нужно?
    Лично я использую электроэнергию двумя способами. И у вас тоже. Первый , использую там, где живу, и для что я плачу какую-то утилиту , напрямую .
    Второй , использую там, где работаю и тусуюсь, и в товарах, которые я покупаю. В моем офисе есть освещение и другие электрические устройств, как и оперный театр, где я болтаюсь. Изготовление и для транспортировки пива, которое я пью, нужно электричество и так далее.Для всего этого электроэнергии я плачу косвенно через налоги и цены на товары и услуги.
    Связь между моими прямыми и косвенными потребность в электроэнергии составляет - примерно - 50: 50 , а общее количество на душу населения составляет около 5000 кВтч / год или, выраженное в мощности, 5000 кВтч / 8760 ч = 570 Вт . Двойной или тройной, что если вы гражданин США.
    3. Как велика эффективность преобразования солнечных элементов?
    Эффективность - это просто отношение (в процентах) между тем, что получается. относительно того, что входит. Теперь мы знаем, что до 1 000 Вт / м 2 световая энергия поступает в солнечную панель 1 м 2 . Сколько электричества мощность выходит?
    Хорошие серийные солнечные элементы, которые сейчас на рынке (конец 2012 г.), имеют КПД преобразования около 20% .Это отличный значение, кстати. Это означает, что из моего среднего годового значения 100 Вт / м 2 энергия солнечного света, 20 Вт / м 2 дойдет до электроэнергия.
    4. Сколько квадратных метров солнечных батарей нужно ли мне лично покрыть всю мою электроэнергию потребности?
    Таким образом, средняя энергия, производимая на квадратный метр в год, составляет 20 Вт · (365 · 24) ч = 175.2 кВтч / м 2 . Все мои прямые потребности в электроэнергии ( 2500 Втч ) таким образом, можно встретить около 15 м 2 солнечных элементов на моей крыше; мои всего потребностей, включая косвенное использование электроэнергии, спрос 30 м 2 . Американцам, конечно, нужны более. Тем не менее:

    Сюрприз! Это, вероятно, намного меньше, чем у вас было бы догадался.
    5. Сколько это стоит? Могу ли я себе это позволить?
    В настоящее время (май 2013 г.) вы платите около 100 долларов за 1 м 2 модули; или 3000 $ за 30 м 2 вам нужно. Вы тоже нужно платить за установку модулей на крыше, установку всего оборудования и т. д.Итак, предположим, у вас есть 8000 $ - 10 000 $ сейчас и меньше в ближайшем будущем. будущее. Вам также понадобится контракт с местным коммунальным предприятием, по которому вам будут платить. когда вы производите больше, чем вам нужно, и выставляете счет, когда вы используете больше, чем вы производить. Ваша компания ненавидит это, поэтому вам нужно правительство, которое эта часть. Если все сделано правильно, доходы и расходы взаимно компенсируют друг друга
    Другими словами: у вас будет вся электроэнергия. вам нужно и никаких счетов за электроэнергию в течение следующих 20-40 лет с тех пор (хорошо) модули длятся вечно.Вы прикидываете, привлекательно это или нет.
    6. Как о временах, когда не светит солнце?
    Темно, мужик! Когда солнце не светит, ваши солнечные батареи не работают. производство. Выбора нет, теперь вы должны получать электроэнергию от другие источники.
    Например, вы можете накопить достаточно электроэнергии на несколько дней в некоторых батарейки в подвале. Многие компании в настоящее время предлагают подходящие аккумуляторы. но цены по-прежнему высоки.
    Разумеется, самое разумное - создать новая общенациональная инфраструктура, включающая различные способы производства и магазин (зеленое) электричество. Помимо солнечных батарей у вас должны быть ветряные мельницы, вода. мощность (включая гидроаккумулирующие ГЭС) прочие хранилища как сжатый воздух в больших полостях, газовые турбины и «умные» сеть. Газовые турбины будут работать на производимом газе всякий раз, когда есть избыточная энергия ветра и солнца и, таким образом, производство «зеленой» энергии.Ты Американцы также должны получить хотя бы полуразумный подход к использованию энергии.
    Сделать это не слишком сложно и не слишком дорого. Это всего лишь лот , который необходимо сделать, и, следовательно, требуется большая сумма денег (хотя и меньше среднего бессмысленная война, которую США постоянно проигрывают). Обратите внимание, что большой количество денег, необходимое для чего-то, не то же самое, что что-то дорогой.
    Поскольку новая структура власти - это инвестиция на очень долгий период времени, она не привлекательно для частного предпринимательства.Были веские причины, почему большие инфраструктуры, например, транспорт (уличная сеть), электроэнергия, или связь (почта и телефон) в старые добрые раз.
    Сообщение, надеюсь, ясное.

    Зеленая электроэнергия по разумной цене не является технической проблема больше.Это просто нужно делать.
    The Работа солнечного элемента
    Возможно, вы знаете, что солнечная батарея просто простой pn-переход или диод, насколько физика полупроводников обеспокоенный. Ну да, но физика никогда не касается денег. Что касается серийного производства речь идет о дешевых, но очень хороших солнечных элементах, они чрезвычайно сложны устройств - и я не собираюсь здесь обсуждать это.Я собираюсь обсудить только несколько простых, но решающих особенностей солнечных элементов.
    На рисунке ниже показаны основы тонкопленочный солнечный элемент (слева) и стандартный кремниевый (Si) солнечный элемент (справа). Давайте посмотрим, что мы можем узнать из этого
    Основы тонкой пленки и солнечного кремния ячейка
    Решающий pn-переход в обоих случаях находится между оранжевый и желтый материал.
    Во-первых, вам нужен полупроводник материал с только полупроводники могут преобразовывать световую энергию в электрическую. Есть много полупроводников материалы, и некоторые из них справляются с работой лучше, чем другие. Отсутствие единой материал, однако, может преобразовать более - примерно - 30% световой энергии в электрическую энергию по очень фундаментальным причинам. Объединяя кучу различные полупроводники могут повысить эффективность до 50% или выше, но не дешево!
    Однако выбранный материал - это только хорошо работает, если соблюдается множество других требований.Большинство полупроводников не будет этого делать, независимо от того, сколько денег вы готовы потратить. В настоящий момент осталось лишь несколько, которые можно заставить работать удовлетворительно (хотя никогда ну теоретически возможно) и есть дешевый. По сути, мы имеем кристаллический кремний (Si), аморфный кремний, кадмий. теллурид (CdTe) и семейство "CIGS" (медь (Cu) индий (In) сплавы галлия (Ga), серы (S) или селенида (Se)). Кадмий и селенид очень токсичные, галлий, индий и кристаллический кремний дороги.
    Основное различие между кристаллическим Si и остальное (включая все варианты аморфного Si) - это толщина солнечного элемента должен поглощать весь падающий свет. Кристаллическому кремнию требуется толщина около 20 мкм; все остальные могут работать с толщиной всего 1 мкм или даже меньше. Это означает, что вы можете сделать "тонкопленочный" солнечный элемент из всех претенденты кроме кристаллического кремния. Это здорово, потому что вам не нужен много дорогого материала, если нужна только тонкая пленка.Так почему у нас в основном (около 85%) солнечные элементы из кристаллического Si?
    Ну а первый закон экономика применяется. Есть цена, которую нужно заплатить. Во-первых, тонкопленочные солнечные элементы так далеко не так хороши, как солнечные элементы из кристаллического кремния. Тебе нужно покрыть большую площадь тонкопленочными солнечными элементами, чтобы собрать такое же количество электрическая энергия по сравнению с кристаллическим кремнием, и это вызывает в некоторой степени преимущество более низких цен.
    Пластина из поликристаллического кремния и солнечный элемент из него
    Темно-синий цвет обусловлен просветлением. слой. Видимые линии - это металлические контакты (богатые серебром).
    Далее, солнечная батарея должна быть механически стабильный, а это означает, что для него требуется определенная минимальная толщина минимум - примерно - 150 мкм. В противном случае машины у вас полностью автоматизированная фабрика просто не может справиться с этим, не сломав его. Если вы идете для солнечных элементов из кристаллического кремния вы просто делаете их толщиной 150 мкм и у вас нет проблем, за исключением того, что вы тратите впустую большую часть своего (относительно дорогой) кремний только для поддержки активной части.
    Тонкопленочный солнечный элемент должен быть нанесен на толстый субстрат. Вам нужны дешевые вещи, которые прослужат как минимум 20 лет там на солнце, под дождем и снегом и совместим с вашим продуктом требования. Например, он должен выдерживать тепло; высота температуры, необходимые для нанесения всех этих слоев.
    Стекло идеально, но не проводит электричество, заставляя сначала положить металлический предмет. слой для обеспечения необходимого электрического контакта с тыльной стороной солнечного клетка.На кремнии это намного проще и - большое преимущество! - вы можете сделать металлический слой достаточно толстый и нанесите его несложными методами. Это электрический сопротивление тогда будет намного ниже, чем в случае тонкой пленки, и это важный!
    Для солнечного элемента требуется переход между два полупроводника с разным типом проводимости, называемые n (отрицательный) тип и p (положительный) тип. В кремнии это легко сделать с помощью процесса, называемого легирование с образованием n-Si и p-Si.Соединение между ними хорошее понятны и довольно хороши для солнечных батарей.
    Тонкопленочные солнечные элементы, необходимые для соединения путем размещения двух разных материалов. Сделать это несложно, но образующиеся переходы (пока) не так хороши, как Si-соединения p-типа / n-типа. переходов, и это одна из причин, почему (массово производимые) тонкопленочные солнечные ячейки имеют типичный КПД около 10% - 12%, в то время как (массовое производство) Si солнечные элементы приближаются к 20%.В лаборатории мы можем добиться большего - но (пока) с дешевыми процессами / материалами.
    Теперь нужно обратиться на фронт сторона. Куда бы вы ни положили контактный металл, свет не достигнет солнечной ячейка ниже. Очевидно, вы хотите поставить систему из тонких проводов или прозрачный проводник. Опять же, напыление металла легко выполняется на кристаллический кремний, а сопротивление проводов намного меньше, чем у случай тонкопленочных солнечных элементов, где прозрачные (и довольно плохие) проводники должны быть использованы.
    Сопротивление металлизации серьезное. проблема в обоих случаях. Однако для кристаллического кремния нам может сойти с рук простая металлическая структура, как показано выше, для тонкопленочных солнечных элементов мы не можем.
    Нам нужно добавить несколько сложных дополнительных процессов, которые не показаны в рисунок выше. Однако вы можете смело предположить, что они стоят денег. В рисунок ниже дает представление о том, о чем я говорю.
    Поперечные сечения солнечной системы типа CIGS ячейка
    Источник: любезно предоставлено доктором Повалла; ZWS Штутгарт, © Powalla / ZWS Stuttgart
    Показана сложная конструкция, которую необходимо введены примерно через каждый сантиметр, где отдельные ячейки включаются последовательно в порядке преодолеть проблему сопротивления.CIGS и CdS (сульфид кадмия) являются полупроводники для производства электроэнергии, ZnO («собственный» оксид цинка) и ZnO: Al (ZnO, легированный Al) обеспечивает прозрачный передний боковой контакт. В для обратного контакта необходим молибден (Mo).
    Наконец, нам нужно записать антибликовое (AR) покрытие, поскольку в противном случае будет отражаться слишком много света на поверхности солнечного элемента. Это стандартная технология для обоих типов солнечные батареи.
    Осталось только поставить солнечную ячейки в герметичный каркас площадью около 1 м 2 ; это мы называем «модуль» и это то, что вы видите на крышах. Теперь тонкая пленка солнечные элементы имеют большое преимущество: они размером с модуль, поскольку могут изготавливаться на подложках большой площади.
    Солнечные элементы из кристаллического Si, напротив, являются сравнительно небольшой (около (12 х 12) см 2 ), и нужно отложить и спаяем около 100 штук, чтобы получился модуль.Это требует денег, конечно.
    Что я могу предсказать на будущее? Что ж, я уверен в двух вещах:
    1. Производство солнечной энергии будет настолько дешевым, что станет большим. бизнес на долгие годы вперед.
    2. Кристаллический кремний выиграет конкуренцию, по крайней мере, в обозримом будущем будущее. Причина в том, что подходящий кремний может иметь большой потенциал. производиться гораздо дешевле, чем сегодня, в огромных количествах.Все, что нам нужно делать - это следовать примеру чугуна и стали, где аналогичные разработки как то, что я предсказываю здесь, произошло более 100 лет назад.

    Основы математики в области солнечной энергии | Солнечная энергия для обычных людей

    Базовая единица мощности или электричества - ватт. На самом деле это показатель уровня энергии.Большие единицы мощности измеряются в единицах, кратных 1000. Например,

    1000 Вт = 1 киловатт (кВт)

    1000 кВт = 1 мегаватт (МВт)

    1000 МВт = 1 ГВт (ГВт)

    1000 ГВт = 1 тераватт (TW)

    Если электрический прибор потребляет 1000 Вт в течение одного часа, он потребляет 1 кВтч энергии или 1 единицу электроэнергии. Итак, 1000 ватт-часов = 1 киловатт-час (кВтч). Если вы запустите лампу мощностью 100 Вт на 10 часов, она снова потребляет 1 кВтч.

    Солнечные панели характеризуются количеством ватт (Вт), которое они могут произвести при стандартных условиях испытаний (STC) 1000 Вт / м при облучении 2 , температуре элемента 25 градусов Цельсия и воздушной массе 1,5. Это их пиковая производительность. Однако количество энергии, которое они фактически производят на открытом воздухе, зависит от количества солнечного света.

    Масса воздуха

    Воздушная масса - это мера расстояния, пройденного солнечным светом через атмосферу Земли.Поскольку интенсивность света ослабляется за счет рассеяния и поглощения, чем большее расстояние он проходит через атмосферу, тем больше ослабление. Следовательно, солнце кажется менее ярким на горизонте (утром и ближе к вечеру), чем в зените (полдень). Воздушная масса 1 означает, что солнце смотрит прямо на поверхность моря, когда оно находится прямо над головой. В любом месте с широтой больше 23,5 градусов солнце никогда не находится прямо над головой, поэтому воздушная масса всегда будет больше единицы.Число 1.5 было согласовано для STC (Standard Test Condition) для тестирования солнечных панелей.

    Солнечное излучение и солнечная постоянная

    Энергия солнечного излучения - это количество солнечного света, падающего на единицу площади, которое обычно выражается в ваттах на квадратный метр (Вт / м 2 ) или киловаттах на квадратный метр (кВт / м 2 ). Освещенность измеряется с помощью инструмента, называемого «пиранометр», который отображает мгновенную мощность, доступную от Солнца.

    Солнечная постоянная - это солнечное излучение вне атмосферы Земли на 1 квадратный метр поверхности, ориентированной перпендикулярно солнечным лучам. Это примерно 1367 Вт / м 2 . Он ослабляется атмосферой, и пиковая солнечная инсоляция на поверхности земли, ориентированной перпендикулярно солнцу, в ясный день составляет порядка 1000 Вт / м 2 .

    Энергия излучения 1000 Вт / м 2 соответствует Стандартным условиям испытаний (STC) и называется «пиковое солнце» или «1 солнце».Если падающее излучение концентрируется в 10 раз с помощью линзы или узла зеркала, а падающая мощность увеличивается до 10 000 Вт / м 2 , то энергетическая освещенность называется «10 солнц».

    Солнечная инсоляция

    Инсоляция - это количество солнечного излучения, которое падает на фиксированную площадь за период времени, и, следовательно, является единицей энергии. Обычно он выражается в ватт-часах на квадратный метр в день (Втч / м 2 / день) или в киловатт-часах на квадратный метр в день (кВтч / м 2 / день) или даже (кВтч / м 2 / год) для определенного местоположения, ориентации и наклона поверхности.

    Поскольку 1000 Вт / м 2 - это «1 солнце», один час этого идеального излучения дает 1000 ватт-часов на квадратный метр (1 кВтч / м 2 ). Это также известно как «1 солнечный час». Цветные карты солнечного потенциала отображают солнечную энергию в кВтч / м 2 / день, что эквивалентно количеству солнечных часов в день. Это полезный параметр для определения размеров солнечных панелей в фотоэлектрических системах. Больше «солнечных часов» означает больший потенциал для солнечной энергии.

    Глобальная горизонтальная инсоляция (GHI) : Это солнечная инсоляция, получаемая от неподвижной плоской горизонтальной поверхности.

    Глобальная инсоляция наклона (GTI) : Фиксированная солнечная панель или коллектор обычно наклоняется под углом, примерно равным широте его местоположения (обращен на юг в Индии или в любое место в северном полушарии), чтобы максимизировать получаемую годовую инсоляцию. Инсоляция, полученная такой ориентированной поверхностью, называется инсоляцией глобального наклона (GTI).

    Сколько энергии производит одна панель?

    Единица потребляемой электроэнергии обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч).Если массив солнечных панелей мощностью 1000 Вт производит электричество в течение 1 часа при хорошем солнечном свете, они производят 1 кВтч или 1 единицу электроэнергии. Общее количество энергии, производимой ими в течение дня, определяется такими вещами, как солнечная широта, которая связана с широтой и сезоном, и атмосферными условиями, такими как облачность, температура и степень загрязнения, помимо ориентации панели и затенения.

    Для того же солнечного света панели производят больше энергии в более прохладном климате, чем при высоких температурах.В Индии идеальная ориентация солнечных панелей - небольшой наклон к истинному югу; в Южной Индии также подойдет плоское (горизонтальное) размещение панелей.

    Сколько места требуется для установки солнечных панелей мощностью 1 кВт?

    При ясном небе и хорошем солнечном свете каждый квадратный метр получает около 1000 ватт солнечной энергии. При типичном КПД панели 15% площадь 1 кв. М будет генерировать 150 Вт мощности. Для выработки мощности 1 кВт потребуется около 7 кв.м площади. После того, как останется немного свободного места, потребуется около 10-12 кв. М. Чистой площади крыши.

    Сколько мощности солнечная фотоэлектрическая система мощностью 1 кВт будет ежегодно производить в Дели?

    В Нью-Дели средняя продолжительность солнечного сияния составляет 5,5 часов в день. Если предположить, что из-за дождей и облаков ежегодно теряется 30 дней, то общее количество солнечных часов в год составляет 5,5 x 335 = 1843. В идеале можно произвести 1843 кВтч энергии. Но фактическая производительность будет меньше 100 процентов, потому что внешние условия отличаются от стандартных условий испытаний панелей. Таким образом, для 80-процентной производительности системы годовая выработка электроэнергии составит 1474 кВтч (т.е. 1843 * 0.8). В местах, где есть тени и наклон панели не в направлении истинного юга, часто рекомендуется учитывать потерю еще 10-15%.

    Нравится:

    Нравится Загрузка ...

    Связанные

    О Goodpal

    Я твердо верю в здоровых людей (разум и тело), ​​здоровое общество и здоровую окружающую среду. Не стесняйтесь комментировать, делиться и транслировать свое мнение - мне нравятся рациональные и интеллектуальные дискуссии.Спасибо, что зашли. Хорошего дня!

    квадратных солнечных на метр энергии

    В какие компании солнечной энергетики инвестировать Технологические усовершенствования и сильная конкуренция со стороны азиатских производителей, особенно китайских компаний… источников энергии в соответствии с… Два новаторских игрока в быстро развивающейся распределенной солнечной энергетической отрасли в Африке работают вместе с целью финансирования вне сети, микросети для накопления солнечной энергии в сельских районах Кении и Африки к югу от Сахары в течение следующих пяти лет.Зона предприятий солнечной энергии в Раджастане в качестве
    приложений солнечной энергии. Какие компании солнечной энергии инвестировать в Технологические усовершенствования и сильная конкуренция со стороны азиатских производителей, особенно китайских компаний… источников энергии в соответствии с… Двумя новаторскими игроками в быстро развивающейся распределенной индустрии солнечной энергии в Африке являются работать вместе с целью финансирования внесетевых микросетей, аккумулирующих солнечную энергию, в сельских районах Кении и Африки к югу от Сахары в течение следующих пяти лет. Солнечная

    Проект солнечной электростанции Trungnam Tra Vinh находится в стадии строительства на основе энергетического планирования в юго-западной провинции…

    Солнечный свет - это часть электромагнитного излучения, испускаемого Солнцем, в частности инфракрасного,….Если внеземное солнечное излучение составляет 1367 ватт на квадратный метр (значение, когда расстояние Земля-Солнце равно 1… С точки зрения энергии, солнечный свет на поверхности Земли составляет около 52-55 процентов инфракрасного излучения (выше 700 нм), 42-43…

    На главную> Возобновляемые источники энергии> Солнечное путешествие к энергетической независимости Потенциал солнечной энергии Америки Каждый час солнце излучает на Землю больше энергии, чем все человечество использует в…

    Итак, это по сути солнечная энергия. Что, если вы подойдете к этому как к проблеме солнечной энергии? Если можно получить около 1000 Вт на квадрат…

    Хотите знать, могут ли солнечные панели удовлетворить потребности вашего дома в энергии? … Стандартная солнечная панель имеет входную мощность около 1000 Вт на квадратный метр, однако… Следовательно, если ваша солнечная панель имеет размер 1 квадратный метр, то она, вероятно, будет всего…

    Карты солнечной инсоляции от Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL).… Киловатт-часов на квадратный метр: Земля на уровне моря получает около 1000 Вт…

    Чистый эффект составляет от 20 до 30 ватт на квадратный метр ». Эта цифра велика с точки зрения… Подтверждено экспериментами Svens…

    Солнечная энергия против электричества "Таким образом, им нужно взвесить преимущества модернизации по сравнению с потерей пяти центов… 100-процентная возобновляемая энергия Aurora E… 2014-04-24 · Солнечная энергия растет как сумасшедшая. рекордное количество солнечной энергии.Влияние можно увидеть в данных. Согласно Energy

    Вьетнам обладает огромными природными ресурсами - от четырех до пяти киловатт-часов на квадратный метр для солнечной энергии и 3000 километров береговой линии… Модель основана на глобальной модели, разработанной McKinsey's Energy Ins…

    Мы можем выжить на Земле, потому что энергия распространяется на площадь… солнечной радиации составляет примерно 1368 Вт / м2 (ватт на квадратный метр).

    «На квадратный метр солнечные панели на большой высоте производят электроэнергию не только в больших количествах, но и тогда, когда это необходимо…

    выходная мощность панели солнечных батарей на квадратный метр Системы камер слежения за солнечной энергией Как использовать панели солнечных батарей для питания вашего дома целиком.house.solar.panels.kits Системы солнечной энергии для кемперов Проектирование систем солнечной энергии Австралия Существуют стандартные разъемы, которые используются для подключения энергетических панелей к инверторам.

    Декабрь 2016 г. ознаменовался тем, что начиналось как Wattway, Hannah Solar и Министерство транспорта Джорджии, спонсируемое 50 кв. М. Ro…

    Сколько фотонов (энергии) в среднем достигает поверхности Земли? … В среднем по всей Земле = 164 Вт на квадратный метр за 24 часа в сутки Итак…

    19 марта, 2015… Предположим, Глобальный горизонтальный индекс или солнечная инсоляция для вашего региона составляет 4.5 кВтч / кв.м в сутки. Следовательно, энергию производят в год. = Емкость панели…

    Солнечная энергия - это лучистый свет и тепло Солнца, которые используются с использованием ряда постоянно развивающихся технологий, таких как солнечное отопление, фотоэлектрическая энергия, солнечная тепловая энергия, солнечная архитектура, электростанции на расплавленной соли и искусственный фотосинтез.

    Стоимость солнечных панелей на квадратный метр

    Стоимость солнечных панелей на квадратный метр может варьироваться от 40 до 110 долларов в зависимости от таких переменных, как начальные затраты, включая финансирование, ресурсы и характеристики объекта, годовое производство энергии, годовые затраты и расходы.Стоимость солнечной панели за квадратный фут составляет от 4 до 10 долларов.

    Очень важно выяснить стоимость товара перед покупкой. То же самое и с солнечными батареями. При выборе подходящей солнечной панели оцените стоимость и ценность солнечной панели, рассчитав цену за ватт и приведенную стоимость энергии, также известную как (LCOE).

    Но вы можете спросить, как это сделать, не беспокойтесь; Я покажу вам пошаговое руководство, как рассчитать стоимость солнечных панелей на квадратный метр, акр или фут.Вы также можете рассчитать лучший угол наклона солнечной панели, используя наш бесплатный онлайн-калькулятор.

    Расчет стоимости солнечных панелей на квадратный метр

    Когда дело доходит до установки солнечной энергии, у разных людей разное соотношение земли. Цены будут варьироваться в зависимости от размера необходимых солнечных панелей, стоимости и цены за ватт.

    Давайте посмотрим, как рассчитать цену за ватт ($ / Вт) для солнечных батарей

    Цена за ватт ($ / Вт) для солнечных панелей

    Заявление об ограничении ответственности : Фактическая производительность солнечной системы может отличаться от оценка.

    Примечательно, что солнечная энергия обычно выражается в киловаттах (кВт), где 1000 ватт = 1 кВт)

    Чтобы рассчитать цену за ватт, возьмите общую стоимость покупки солнечной энергии, разделите ее на количество ватт, произведенных та же солнечная система.

    Вот что я имею в виду;

    Цена за ватт ($ / Вт) = стоимость солнечной энергии / количество ватт .

    Например, мы рассматриваем возможность приобретения солнечной системы мощностью 10 кВт; это означает 10 000 Вт.Стоимость пакета солнечной системы составляет 30 000 долларов США.

    Нам нужно посчитать $ / Вт.

    Наша формула:

    Цена за ватт ($ / Вт) = стоимость солнечной энергии / количество ватт.

    Следовательно,

    Цена за ватт ($ / Вт) = 30,000 / 10000 = 3 доллара за ватт

    Однако применяется налоговый кредит на инвестиции, также известный как налоговый кредит за солнечную энергию.

    Инвестиционный налоговый кредит - это стимул, который позволяет удерживать определенный процент, обычно 26 процентов, из налогов.

    В приведенном выше примере стимулирующий налог применяется, когда цена солнечной энергии составляла 30 000 долларов, после применения стимула = 26% x 30 000 = 7 800 долларов

    Следовательно, 30 000-7800 = 22 200 долларов.

    Цена за ватт становится = 22 200 долларов США / 10 000 = 2,22 доллара США за ватт.

    Обратите внимание, что могут вступить в силу другие дополнительные налоги, которые еще больше снизят цену за ватт.

    Расчет цены за единицу очень важен, потому что он не только помогает найти отличную сделку по покупке, но и помогает демистифицировать любые визуальные сравнительные преимущества, с которыми можно столкнуться.

    Что я имею в виду?

    Возьмем, к примеру, вы заходите в магазин и видите солнечную систему мощностью 8 кВт, которая продается по розничной цене 20 000 долларов, и солнечную систему мощностью 4 кВт, которая продается по розничной цене 10 000 долларов. Вы можете сразу же купить 8кВт, думая, что он имеет большую выходную мощность.

    Попробуем это выяснить;

    Первая солнечная система = 20 000 $ / 8000 = 2,5 $.

    Вторая солнечная система; = 10 000 долл. США / 4000 = 2,5 долл. США.

    Все солнечные системы имеют одинаковую цену в месяц независимо от размера солнечной системы.Не выбирайте более дорогой или дешевый. Делайте то, что вам нужно.

    Стоимость солнечных панелей на квадратный метр

    Стоимость солнечных панелей может варьироваться от 40 до 110 долларов за квадратный метр; это составляет от 2 до 3 долларов за ватт до налогообложения.

    Понятие приведенной стоимости энергии (LCOE)

    Нормированная стоимость энергии (LCOE) также называется приведенной стоимостью энергии (LEC). Он измеряет стоимость срока службы солнечной системы, деленную на общее количество произведенной энергии.Важно понимать концепцию нормированной стоимости энергии:

    • LCOE Обрисовывает прибыльность проекта

    Расчеты LCOE помогают подрядчикам определить, продолжать проект или нет, путем определения точки безубыточности. Проект, который не окупается, не стоит строить.

    • LCOE помогает определить срок службы системы

    LCOE помогает покупателям и подрядчикам узнать прогнозируемый срок службы системы перед покупкой.

    • LCOE помогает выбрать лучшую форму энергии для использования

    Оценивая финансовое сравнение различных видов энергии для использования, таких как ветер, вода, упрощая выбор наилучшего варианта.

    • LCOE определяет общее количество электроэнергии, которое будет произведено

    С помощью LCOE вы можете определить количество электроэнергии, которое система будет производить на протяжении всего срока службы.

    Вы можете использовать эти простые и простые шаги для расчета LCOE:

    Шаг 1: Рассчитайте чистую стоимость солнечной системы

    Система, продаваемая в розницу по 50 000 долларов, стоит около 37 000 долларов после налогов.

    Шаг 2: Расчет энергии, произведенной за указанный период

    Предполагается, что система будет производить 10 400 кВт в год.

    Следовательно, 10 400 кВт x 20 (указанный год) = 208 000 кВт произведенного.

    Шаг 3. Рассчитайте LCOE

    Разделите чистую стоимость на стоимость произведенной энергии.

    LCOE = 37000 долларов США / 208000 = 0,179 за кВтч

    При расчете LCOE учитывайте следующие факторы:

    • Количество солнечного света, попадающего на солнечную панель ежедневно
    • Эффективность солнечной энергии
    • Общая чистая стоимость солнечной панели
    • Годовая скорость деградации солнечной энергии
    • Любые льготы по производительности

    Где я живу, среднее количество солнечных лучей составляет 5.34кВт в течение года. И у меня есть система мощностью 10 кВт стоимостью 30 000 долларов и себестоимостью 22 200 долларов.

    Вот как я рассчитываю LCOE:

    • Рассчитайте общую солнечную энергию, произведенную за заданное время (включая годовое количество солнечных лучей и общую эффективность)

    = 10 кВт * (5,34 x 365) годовое количество солнечного света * 20 лет * 80 % КПД = 311856 кВтч.

    • Стоимость системы, разделенная на общее производство

    = 22 200 долл. США / 311 856 = 0,0711 кВтч, это может быть выражено в процентах как 7 кВтч.

    В качестве альтернативы вы можете использовать такое программное обеспечение, как Aurora, для расчета LCOE

    LCOE = Стоимость срока службы солнечной системы / Общая произведенная энергия.

    Формула:

    Стоимость срока службы солнечной системы = C + ITC + M + P + PBI

    Здесь

    c = стоимость
    ITC = инвестиционный налоговый кредит
    M = техническое обслуживание
    P = выплата по кредиту
    PBI = льготы по производительности

    PBI - изменение платежей за единицу произведенной энергии. Примером могут служить кредиты на возобновляемые источники энергии в США и углеродные кредиты.

    Рассмотрим следующий пример:

    Домовладелец купил солнечную систему за 50 000 долларов наличными с инвестиционным налоговым кредитом в размере 37 000 долларов. Он потратил 10 000 долларов на техническое обслуживание, а поощрительные выплаты по производительности действительны в размере 0,27 доллара. Солнечная система производит 10 400 кВт в год.

    Чтобы найти LCOE, нам не нужно беспокоиться о погашении кредита, так как он купил его за наличные.

    C = 50 000 долларов США
    ITC = 37 000 долларов США
    M = 10 000 долларов США
    L = 0
    PBI = 21265 долларов США

    LCOE = (50 000 долларов США + 37 000 долларов США + 10 000 долларов США + 21265 долларов США) / 10400 × 20 = 0.568

    Сумма затрат, инвестиционного налогового кредита, технического обслуживания, выплаты ссуды и льгот по производительности делится на ожидаемое количество лет, в течение которых солнечная энергия может прослужить, и ожидаемое производство энергии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *