как сделать самодельную солнечную панель

Солнечные батареи — источник получения энергии, которую можно направить на выработку электричества или тепла для малоэтажного дома. Вот только солнечные батареи имеют высокую стоимость и недоступны большинству жителей нашей страны. Согласны?

Другое дело, когда сделана солнечная батарея своими руками — затраты значительно уменьшаются, а работает такая конструкция ничуть не хуже, чем панель промышленного производства. Поэтому, если вы всерьез задумываетесь о приобретении альтернативного источника электроэнергии, попытайтесь сделать его своими руками – это не очень сложно.

В статье речь пойдет об изготовлении солнечных батарей. Мы расскажем, какие материалы, и инструменты для этого потребуются. А немного ниже вы найдете пошаговую инструкцию с иллюстрациями, которые наглядно демонстрируют ход работы.

Содержание статьи:

Коротко об устройстве и работе

Энергию солнца можно преобразовать в тепловую, когда энергоносителем является жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторах. Батарея представляет собой генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта.

Преобразование энергии солнца в электроэнергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые являются основной частью батареи.

При этом световые кванты “отпускают” свои электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают электрический ток, который проходит через контроллер и скапливается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям.

Галерея изображений

Фото из

Сборка солнечной батареи из кремниевых пластинок

Формирование плюсовой токоведущей дорожки

Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны

Подключение проводника и блокирующего диода

В роли пластин-фотоэлементов выступают элементы из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта тончайшим слоем фосфора или бора – пассивного химического элемента.

В этом месте под действием солнечных лучей высвобождается большое количество электронов, которые удерживаются фосфорной плёнкой и не разлетаются.

На поверхности пластины имеются металлические “дорожки”, на которых выстраиваются свободные электроны, образуя упорядоченное движение, т.е. электрический ток.

Чем больше таких кремниевых пластин-фотоэлементов, тем больше электрического тока можно получить. Подробнее о принципе работы солнечной батареи читайте .

Верхний слой пластин-фотоэлементов покрыт слоем, который не допускает отражение солнечного света от пластин, повышая их КПД

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

• силикатные пластины-фотоэлементы;
• листы ДСП, алюминиевые уголки и рейки;
• жёсткий поролон толщиной 1,5-2,5 см;
• прозрачный элемент, выполняющий роль основания для кремниевых пластин;
• шурупы, саморезы;
• силиконовой герметик для наружных работ;
• электрические провода, диоды, клеммы.

Количество требуемых материалов зависит от размера вашей батареи, которая чаще всего ограничивается количеством доступных фотоэлементов. Из инструментов вам понадобиться: шуруповёрт или набор отвёрток, ножовка по металлу и дереву, паяльник. Для проведения испытаний готовой батареи понадобиться тестер-амперметр.

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

• поликристаллические;
• монокристаллические;
• аморфные.

Поликристаллические пластины характеризуются низким КПД. Размер полезного действия составляет около 10 – 12 %, но зато этот показатель не понижается с течением времени. Продолжительность работы поликристаллов – 10 лет.

Солнечную батарею собирают из модулей, которые в свою очередь составляют из фотоэлектрических преобразователей. Батареи с жесткими кремниевыми фотоэлементами представляют собой некий сэндвич с последовательно расположенными слоями, закрепленными в алюминиевом профиле

Монокристаллические фотоэлементы могут похвастаться более высоким КПД – 13-25% и долгими сроками работы – свыше 25 лет. Однако со временем КПД монокристаллов снижается.

Монокристаллические преобразователи получают путем пиления искусственно выращенных кристаллов, что и объясняет наиболее высокую фотопроводимость и производительность.

Пленочные фотопреобразователи получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на полимерную гибкую поверхность

Гибкие батареи с аморфным кремнием – самые современные. Фотоэлектрический преобразователь у них напылен или наплавлен на полимерную основу. КПД в районе 5 – 6 %, но пленочные системы крайне удобны в укладке.

Пленочные системы с аморфными фотопреобразователями появились сравнительно недавно. Это предельно простой и максимально дешевый вид, но быстрее соперников теряющий потребительские качества.

Нецелесообразно использовать фотоэлементы разного размера. В данном случае максимальный ток, вырабатываемый батарей, будет ограничен током наиболее маленького по размеру элемента. Значит, более крупные пластины не будут работать на полную мощность.

При покупке фотоэлементов поинтересуйтесь у продавца способом доставки, большинство продавцов используют метод воскования, чтобы предотвратить разрушение хрупких элементов

Чаще всего для самодельных батарей используются моно- и поликристаллические фотоэлементы размером 3х6 дюймов, которые можно заказать в интернет-магазинах типа Е-бай.

Стоимость фотоэлементов достаточно высока, но многие магазины продают так называемые элементы группы В. Изделия, отнесённые к этой группе имеют брак, но пригодны к использованию, а их стоимость ниже, чем у стандартных пластин на 40-60%.

Большинство интернет-магазинов продают фотоэлементы комплектами по 36 или 72 фотоэлектрической преобразовательной пластины. Для соединения отдельных модулей в батарею потребуются шины, для подключения к системе нужны будут клеммы.

Галерея изображений

Фото из

Поликристаллическая фотоэлектрическая пластина

Лицевая и тыльная стороны кремниевой пластины

Монокристаллическая фотоэлектрическая пластина

Обратная сторона монокристаллической пластины

Каркас и прозрачный элемент

Каркас для будущей панели можно сделать из деревянных реек или алюминиевых уголков.

Второй вариант более предпочтителен по целому ряду причин:

• Алюминий – лёгкий металл, не дающий серьёзной нагрузки на опорную конструкцию, на которую планируется установка батареи.
• При проведении антикоррозийной обработки алюминий не подвержен воздействию ржавчины.
• Не впитывает влагу из окружающей среды, не гниёт.

При выборе прозрачного элемента необходимо обратить внимание на такие параметры, как показатель преломления солнечного света и способность поглощать ИК-излучение.

От первого показателя напрямую будет зависеть КПД фотоэлементов: чем показатель преломления ниже, тем выше КПД кремниевых пластин.

Минимальный коэффициент светоотражения у плексиглас или более дешёвого его варианта – оргстекла. Чуть ниже показатель преломления света у поликарбоната.

От величины второго показателя зависит, будут ли нагреваться сами кремниевые фотоэлементы или нет. Чем меньше пластины подвергаются нагреванию, тем дольше они прослужат. ИК-излучения лучше всего поглощает специальное термопоглощающее оргстекло и стекло с ИК-поглощением. Немного хуже – обычное стекло.

Если есть возможность, то оптимальным вариантом будет использование в качестве прозрачного элемента антибликового прозрачного стекла.

По соотношению стоимости к показателям преломления света и поглощения ИК-излучения оргстекло – самый оптимальный вариант для изготовления гелиобатареи

Проект системы и выбор места

Проект гелиосистемы включает в себя расчёты необходимого размера солнечной пластины. Как было сказано выше, размер батареи, как правило, ограничен дорогостоящими фотоэлементами.

Гелиобатарея должна устанавливаться под определённым углом, который обеспечил бы максимальное попадание на кремниевые пластины солнечных лучей. Наилучший вариант – батареи, которые могут менять угол наклона.

Место установки солнечных пластин может быть самым разнообразным: на земле, на скатной или плоской крыше дома, на крышах подсобных помещений.

Единственное условие – батарея должна быть размещена на солнечной, не затененной высокой кроной деревьев стороне участка или дома. При этом оптимальный угол наклона необходимо вычислить по формуле или с применением специализированного калькулятора.

Угол наклона будет зависеть от месторасположения дома, времени года и климата. Желательно, чтобы у батареи была возможность менять угол наклона вслед за сезонными изменениями высоты солнца, т.к. максимально эффективно они работают при падении солнечных лучей строго перпендикулярно поверхности.

Для европейской части стран СНГ рекомендуемый угол стационарного наклона 50 – 60 º. Если в конструкции предусмотрено устройство для изменения угла наклона, то в зимний период лучше располагать батареи под 70 º к горизонту, в летнее время под углом 30 º

Расчёты показывают, что 1 квадратный метр гелиосистемы даёт возможность получить 120 Вт. Поэтому путём расчетов можно установить, что для обеспечения среднестатистической семьи электроэнергией в количестве 300 кВт в месяц необходима гелиосистема минимум в 20 квадратных метров.

Сразу установить такую гелиосистему будет проблематично. Но даже монтаж 5-ти метровой батареи поможет сэкономить электроэнергию и внести свой скромный вклад в экологию нашей планеты. Советуем также ознакомиться с принципом расчета необходимого количества .

Солнечная батарея может использоваться в качестве резервного энергоисточника при частом отключении централизованного энергоснабжения. Для автоматического переключения необходимо предусмотреть систему бесперебойного питания.

Подобная система удобна тем, что при использовании традиционного источника электроэнергии одновременно производится зарядка . Оборудование обслуживающее гелиобатарею размещается внутри дома, поэтому необходимо предусмотреть для него специальное помещение.

Размещая батареи на наклонной крыше дома, не забывайте об угле наклона панели, идеальный вариант, когда у батареи есть устройство для сезонного изменения угла наклона

Монтаж солнечной батареи по шагам

Выбрав место для размещения солнечной панели и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а также имея в наличии все требуемые материалы и инструменты, можно начинать монтаж батареи.

При монтаже необходимо соблюдать технику безопасности, особенно осуществляя на крышу дома. Рассмотрим пошаговый алгоритм, как сделать солнечную батарею.

Шаг #1 – пайка контактов кремниевых пластин

Монтаж самодельной солнечной батареи часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Безусловно, если у вас есть возможность, то лучше всего купить фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка – очень непростая и кропотливая работа, занимающая много времени.

Пайка осуществляется следующим образом:

1. Берётся кремниевый фотоэлемент без проводников и металлическая полоса-проводник.
2. Проводники нарезаются при помощи картонной заготовки, их длина в 2 раза больше, чем размер кремниевой пластины.
3. Проводник аккуратно выкладывается на пластину. На один элемент – два проводника.
4. На место, где будет производиться спайка, необходимо нанести кислоту для работы с паяльником.
5. Произвести пайку при помощи паяльника, аккуратно присоединив проводник к пластине.

В процессе пайки нельзя давить на силикатный элемент, т.к. он очень хрупкий и может разрушиться! Если вам посчастливилось, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от долгой и сложной работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи.

Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В производится так же и в том же направлении, что и для целых пластин

Шаг #2 – изготовление каркаса для солнечной батареи

Каркас – это место, куда будут устанавливаться фотоэлементы. Для изготовления каркаса берутся алюминиевые уголки и рейки, из которых складываются рамки. Рекомендуемый размер уголка – 70-90 мм.

На внутреннюю часть металлических уголков наносится силиконовый герметик. Герметизацию уголков необходимо произвести тщательно, от этого зависит долговечность всей конструкции.

После того, как алюминиевая рамка готова, приступаем к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус представляет собой деревянный ящик из ДСП с невысокими бортиками.

Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, поэтому их высота не должна превышать 2 см. Бортики привинчиваются при помощи саморезов и шуруповёрта.

Галерея изображений

Фото из

Изготовление корпуса для солнечной батареи

Вентиляционные отверстия в бортиках корпуса

Подложка для крепления кремниевых пластин

Окрашивание деталей корпуса для гидроизоляции

На дне ящика-корпуса из ДСП делаются вентиляционные отверстия. Расстояние между отверстиями примерно 10 см. В алюминиевую раму устанавливается прозрачный элемент (оргстекло, антибликовое стекло, плексиглас).

Прозрачный элемент прижимается и фиксируется, его крепление осуществляется при помощи метизов: 4 по углам, а также по 2 с длинных и по 1 с короткой стороны рамы. Метизы крепятся шурупами.

Каркас для гелиобатареи готов и можно приступать к самой ответственной части – монтажу фотоэлементов. Перед монтажом необходимо очистить оргстекло от пыли и обезжирить спиртсодержащей жидкостью.

Шаг #3 – монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов

Монтаж и пайка кремниевых пластин – самая трудоёмкая часть работы по созданию солнечной панели своими руками. Сначала раскладываем фотоэлементы на оргстекло синими пластинами вниз.

Если вы впервые собирайте батарею, то можно воспользоваться подложкой для нанесения разметки, чтобы расположить пластины ровно на небольшом (3-5 мм) расстоянии друг от друга.

1. Производим пайку фотоэлементов по следующей электросхеме: “+” дорожки расположены на лицевой стороне пластины, “-” – на обратной. Перед пайкой аккуратно наносит флюс и припой, чтобы соединить контакты.
2. Производим пайку всех фотоэлементов последовательно рядами сверху вниз. Ряды затем должны быть также соединены между собой.
3. Приступаем к приклеиванию фотоэлементов. Для этого наносим небольшое количество герметика на центр каждой кремниевой пластины.
4. Переворачиваем получившиеся цепочки с фотоэлементами лицевой стороной (там, где синие пластины) вверх и размещаем пластины по разметке, которую нанесли ранее. Осторожно прижимаем каждую пластину, чтобы зафиксировать её на своём месте.
5. Контакты крайних фотоэлементов выводим на шину, соответственно “+” и “-“. Для шины рекомендуется использовать более широкий проводник из серебра.
6. Гелиобатарею необходимо оснастить блокирующим диодом, который соединяется с контактами и предотвращает разрядку аккумуляторов через конструкцию в ночное время.
7. В дне каркаса сверлим отверстия для вывода проводов наружу.

Провода необходимо прикрепить к каркасу, чтобы они не болтались, сделать это можно используя силиконовый герметик.

Галерея изображений

Фото из

Подготовка кремниевых пластин к пайке

Сушка избавленных от воска элементов батареи

Вычерчивание абриса пластинок на подложке

Процесс пайки фотоэлектрических элементов батареи

Соединение кремниевых пластин в солнечную батарею

Соединение кремниевых пластин с лицевой стороны

Устройство медных токоведущих шин прибора

Проверка работоспособности части батареи

Шаг #4 – тестирование батареи перед герметизацией

Тестирование солнечной панели необходимо проводить до её герметизации, чтобы иметь возможность устранить неисправности, которые часто возникают во время пайки. Лучше всего производить тестирование после спайки каждого ряда элементов – так значительно проще обнаружить, где контакты соединены плохо.

Для тестирования вам понадобиться обычный бытовой амперметр. Измерения необходимо проводить в солнечный день в 13-14 часов, солнце не должно быть скрыто облаками.

Выносим батарею на улицу и устанавливаем в соответствии с ранее рассчитанным углом наклона. Амперметр подключаем к контактам батареи и проводим измерение тока короткого замыкания.

Смысл тестирования заключается в том, что рабочая сила электрического тока должна быть на 0,5-1,0 А ниже, чем ток короткого замыкания. Показания прибора должны быть выше 4,5 А, что говорит о работоспособности гелиобатареи.

Если тестер выдаёт меньшие показания, то где-то наверняка нарушена последовательность соединения фотоэлементов.

Обычно самодельная , сконструированная из фотоэлементов группы В выдаёт показания 5-10 А, что на 10-20% ниже, чем у солнечных панелей промышленного производства.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: После проверки работоспособности частей батареи, запаянных на подложке, их располагают в корпусе

Шаг 10: Подложки с пластинами внутри корпуса фиксируются на четыре шурупа. Провод, соединяющий части батареи, выводится через вентиляционные отверстия

Шаг 11: К каждой из половин сооружаемой батареи последовательно подключается диод Шоттки. Его минус подключается к плюсу системы

Шаг 12: Для вывода проводов из корпуса высверливается отверстие. Провода скреплены узлом, чтобы не болтались, и зафиксированы герметиком

Шаг 13: После нанесения герметика необходимо сделать технологический перерыв, отпущенный на полимеризацию состава

Шаг 14: К выведенному из солнечной батареи проводу подсоединяется двухконтактный разъем. Принадлежащая ему розетка крепится на аккумуляторе прибора, который будет заряжать батарея

Шаг 15: После сборки обеих частей прибора и вывода силовой линии наружу батарею закрывают заранее подготовленным экраном

Шаг 16: Перед герметизацией стыков гелиоприбора еще раз проводится проверка работоспособности, чтобы вовремя устранить отошедшие контакты, если они будут обнаружены

Установка обеих частей батареи в подготовленный корпус

Крепление основы солнечной батареи внутри корпуса

Установка блокирующего диода Шоттки

Вывод из корпуса наружу проводов прибора

Ожидание затвердевания герметика

Крепление двухконтактного разъема к проводу

Установка светопропускающего экрана на прибор

Контроль работоспособности перед герметизацией

Шаг #5 – герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

• полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
• нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1,5-2,5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине:

Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи:

Сделать солнечную батарею своими руками – не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи – правильно выбрать и установить фотоэлементы.

Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса.

У вас есть практические навыки создания солнечных батарей? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом с посетителями нашего сайта – пишите комментарии в расположенном ниже блоке. Там же можно задать вопросы по теме статьи.

Солнечная батарея своими руками — принцип и порядок сборки в домашних условиях

В получении электроэнергии альтернативными методами в последнее время прослеживается тенденция к активному развитию. И это несмотря на то что подобный подход пока еще остается весьма затратным, если планируется приобрести готовое оборудование. Ждать быстрой окупаемости сделанных вложений не приходится.

Солнечная батарея своими руками

Тем не менее, многие рачительные хозяева домов и даже квартир все пристальнее рассматривают такие возможности. А некоторые из них идут по пути самостоятельного создания необходимого оборудования, хотя бы в качестве стартового эксперимента. Так, например, солнечная батарея своими руками вполне может быть создана в домашних условиях, так как сегодня для ее сборки можно приобрести все необходимое. Тем более что существует несколько способов сборки солнечных панелей из разных комплектующих.

Тем, кто хочет попробовать самостоятельно собрать такой источник электроэнергии, и переназначена настоящая публикация.

Что такое солнечная батарея, и как она работает?

Общие понятия о принципе получения электричества от солнечной энергии

У людей, решивших собрать солнечную батарею, возникает немало вопросов, а для многих эта задача видится и вовсе не выполнимой из-за кажущейся сложности ее конструкции. Однако, на самом деле особых трудностей в ее сборке нет. И в этом можно убедиться, изучив схему и рассмотрев, как выполняет работу мастер, изготовивший не один подобный прибор.

Солнечная батарея представляет собой совокупность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Солнечная батарея – это множество правильно соединенных между собой фотоэлементов. Каждый из них обладает невысокими генерирующими способностями, но в совокупности получаются весьма приличные показатели выработанной мощности.

Отдельные фотоэлементы соединены в единую панель и защищены с двух сторон материалами, стойкими к ультрафиолету, влаге и другим атмосферным явлениям. Это важно, так как батареи чаще всего эксплуатируются на открытом незащищенном пространстве — это может быть крыша здания, балконное ограждение или же поляна около дома.

Общая конструкция системы получения электрической энергии от солнечной представляет собой целый ряд приборов и устройств, соединенных в единую цепь:

Примерная схема системы выработки потребительской электрической энергии от солнечной

• Пластины-преобразователи — это полупроводниковые фотоэлементы, обладающие способностью генерировать постоянный ток под воздействием света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме специальными шинами (плоскими проводниками), и собираются в батарею в общем корпусе.
• Панели-батареи, собранные из фотоэлементов, подключаются к прибору-контролеру с подобранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
• Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов накапливает заряд.
• Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный с напряжением в 220 В (если этот необходимо).

Такая череда приборов используются в схеме в том случае, когда планируется отдельные постоянные точки потребления или даже полностью весь дом запитать от солнечной энергии. Накопленная в аккумуляторе за день энергия может быть использована в пасмурные дни или в темное время суток. Применяются и более простые схемы, когда солнечные батареи выступают лишь вспомогательным источником питания, и накопление энергии не требуется. Панель в таком случае может быть непосредственно подключена к прибору-потребителю. Однако, этот вариант менее надежен, так как стабильность питания будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных батарей для полного снабжения дома энергией актуально в регионах, где количество солнечных дней в  течение года преобладает. Этим обычно «славятся» южные регионы страны. В других условиях они чаще всего применяются в качестве дополнительных источников электроснабжения.

Три основных разновидности фотоэлектрических модулей

Модули солнечных батарей, из которых собирается панель, подразделяются на три типа:

— монокристаллический;

— поликристаллический;

— аморфный (тонкопленочный).

От особенностей структурного строения пластин напрямую зависит эффективность конструкции, а также ее общая стоимость.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготавливаются из монокристаллов кремния, выращенных по методу Чохральского. Они отличаются высоким качеством и обладают неплохим (по меркам фотоэлементов) КПД, равным примерно 20÷22%. Из-за этого и стоимость их достаточно высока.

Солнечные лучи, попадая на монокристаллическую поверхность, способствуют возникновению направленного движения свободных электронов. Пластины с двух сторон подсоединены к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи системы.

Высокий КПД этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллические фотоэлементы изготавливаются из полупроводника, имеющего поликристаллическую структуру. Именно этот тип батареи считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а как следствие — и целых батарей получается ниже по сравнению с монокристаллическими приборами. Это обуславливается особенностями производства фотоэлементов, так как при их изготовлении применяются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнивать два этих типа изделий, то можно выделить следующие различия, выявленные тестированием независимых компаний:

• Поликристаллические пластины отличаются по внешнему виду от монокристаллов, так как имеют неоднородный по цвету окрас поверхностей, с перемежением темных и светлых участков.

Внешнее отличие пластин монокристаллов от поликристаллов заключается в однородности цвета.

• В процессе эксплуатации у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, после года работы у монокристаллов она снижается на 3%, а у поликристаллических элементов — на 2%.
• Суммарное количество электроэнергии, выработанное монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических элементов, при их одинаковой площади.
• Стоимость поликристаллов на 10÷15 % ниже монокристаллических батарей.

Аморфные солнечные модули

Этот тип элементов представляет собой плотную гибкую пленку, значительно упрощающую процесс монтажа батарей.

На современном рынке представлены три поколения подобных фотоэлементов:

Гибкие пленочные фотоэлементы на основе аморфного кремния имеют ряд преимуществ и значительно удобнее в работе

• Элементы первого поколения являются однопереходными. Они имеют низкий КПД — всего 5% и относительно небольшой срок эксплуатации — не более 10 лет.
• Пленка второго поколения тоже однопереходного типа, но уровень КПД у нее повышен до 8%, увеличен и срок эксплуатации.
• Тонкопленочные батареи третьего поколения обладают КПД до 12%, и обладают длительным сроком службы, составляя конкуренцию кристаллическим вариантам.

Несмотря на не выдающиеся характеристики, самыми популярными остаются однопереходные тонкопленочные модули второго поколения. Они доступны по цене и обладают приличной мощностью, которая вполне может конкурировать с кристаллическими вариантами батарей.

Сравнение солнечных фотоэлементов

Если сравнивать кристаллические и пленочные батареи, то у последних существует ряд существенных преимуществ, благодаря которым часто предпочтение отдается именно им:

• Аморфные пленочные элементы лучше реагируют на изменение температуры, в частности, на ее повышение. В солнечные месяцы года этот тип батарей способен произвести большее количество энергии по сравнению с кристаллическими аналогами — те при нагреве способны потерять до 20% мощности.
• Пленочные батареи продолжают выработку энергии даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная пленка способна вырабатывать до 20% энергии от своих номинальных показатели. Не слишком много, но лучше, чем ничего.
• Стоимость кристаллических панелей гораздо выше, чем пленочных. Причем цена на последние продолжает снижаться из-за активного наращивания объемов их производства.
• Пленочные солнечные батареи имеют меньшее количество дефектов и уязвимых мест. Дело в том, что жёсткие пластины при формировании панели спаиваются между собой, а пленка устанавливается в корпус конструкции в целом виде.

Если подвести итоги и вывести их в таблицу, то сравнительные характеристики пленочных аморфных и жестких кристаллических солнечных фотоэлементов будут выглядеть следующим образом:

Параметры	Кристаллические панели	Аморфные тонкопленочные батареи
КПД изделий	9÷20%	6÷12%
Выходное напряжение одного фотоэлемента	Около 0,5 В	Около 1,7 В
Световой спектр максимальной чувствительности	Ближе к красному цвету, то есть для эффективной работы необходимо яркое солнце.	Ближе к ультрафиолету, то есть восприимчивы и к рассеянному освещению.
Гибкость	Хрупкие и ломкие, требуют обязательной жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.	Гибкие, легко гнутся, не заламываются.
Надежность при эксплуатации в экстремальных условиях	Требуют жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.	Более устойчивы к механическим воздействиям, хотя тоже требуют защиты.
Долговечность	При должной защите, эксплуатируются длительное время, но с годами постепенно снижается эффективность работы изделий.	Качественные изделия, выполненные с соблюдением технологии, выгорают на солнце на 4% за первые 4÷5 лет эксплуатации. Дешевые китайские аналоги могут подвести через 2÷3 года.
Вес	Тяжелые.	Легкие.

Необходимо уточнить, что производятся и комбинированные варианты солнечных батарей, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов. То есть используются по максимуму все преимущества обоих типов. Однако, стоимость подобных изделий весьма высока, поэтому они не настолько популярны, как упомянутые выше батареи.

Что влияет на эффективность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

• При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
• При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
• Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
• Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Недостатки солнечных батарей

У солнечных батарей существует ряд недостатков, узнав о которых многие хозяева жилья сразу отказываются от затеи их приобретения и установки.

Действительно мощная, эффективная солнечная батарея потребует немалой полностью открытой для солнечных лучей площади.

• Для получения достаточного количества энергии необходимо установить весьма большое количество батарей довольно больших размеров. Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие собственники частных домов используют для их монтажа солнечную сторону крыши.

Суммарные показатели емкости блока аккумуляторов должны соответствовать мощности солнечных батарей, поэтому количество и тип АКБ необходимо подобрать правильно.

• Нельзя забывать, что батарея будет работать эффективно, только если ее лицевая сторона будет подвергаться периодической очистке от насевшей пыли, грязи, разводов высохшей дождевой воды. А это значит, что к поверхности необходимо обеспечить удобный и легкий доступ.
• Солнечные батареи недостаточно эффективно функционируют в сумерках и совершенно не работают в ночные часы. Чтобы использовать энергию от них в любое время суток необходимо подключение к нескольким аккумуляторам, которые за солнечный период накапливают энергию.
• Для большого количества аккумуляторов, если система планируется в качестве основного источника энергии, может потребоваться отдельное помещение.

«Накопителем» выработанной электрической энергии может быть целая батарея соединенных определенным образом аккумуляторов. Это потребует немало места. Да и стоимость аккумуляторов тоже может быть весьма значительной.

• Солнечная энергия считается экологически чистой, однако сами пластины фотоэлементов содержат в себе такие токсичные вещества, как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т.п. При нагревании конструкции данные вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и проникать в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома. Оптимальным вариантом будет установить систему в отдалении от жилых строений.

Солнечные батареи на поворотном механизме, постоянно поддерживающим поверхность в фокусе солнечного света

• При установке батарей на открытой площадке, для более высокой эффективности их работы, систему часто снабжают специальным фотоэлементом, реагирующим на положение Солнца, и поворотным механизмом, который будет поворачивать их вслед за движением светила. Эффективность повышается, но зато возрастает сложность системы и стоимость реализации проекта.
• Пока что не приходится говорить о высокой эффективности работы подобных систем. Их КПД составляет в самом лучшем случае 20%, остальные 80% воспринятой поверхностью солнечной энергии уходят на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55÷60 градусов. Как уже говорилось выше, при нагреве фотоэлементов, эффективность их работы падает.
• Чтобы предотвратить перегревание батарей, применяют те или иные системы принудительного охлаждения. Например, устанавливаются вентиляторы или насосы, перекачивающие хладагент. Понятно, что такие приборы также требуют электроэнергии, а также периодического обслуживания. Кроме того, они могут значительно снизить надежность работы всей конструкции. Ну а проблема эффективного пассивного охлаждения батарей пока не решается.

Как собрать солнечную батарею в домашних условиях?

Если после изучения представленной выше информации желание заняться изготовлением солнечной батареи не пропало, можно поэкспериментировать, создав и проверив собственное творение. Далее будет подробно рассмотрена сборка панели из монокристаллических пластин.

Монокристаллическая пластина 78×156 мм с двумя токосъемными дорожками на лицевой стороне. Симметрично им, на тыльной стороне пластины линии припаивания шин обозначены фигурными контактными окошками.

В показанном примере домашний мастер собирает панель габаритами 750×960 мм, состоящую из 36 жёстких монокристаллических пластин размером мм. Пластины устанавливаются в четыре ряда, по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами выдерживается зазор порядка 10÷12 миллиметров.

Солнечные батареи, установлены на балконном ограждении, а также закреплены к его остеклению. Такой монтаж будет актуален, если балкон находится на солнечной стороне дома. Красной рамкой выделена панель, монтаж которой будет показан.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемых операций
	Для работы потребуются, прежде всего, сами пластины. Мастер рекомендует приобретать их с запасом, так как они могут иметь разные параметры выходного напряжения, а из них необходимо будет выбрать 36 штук, имеющих наиболее близкие друг к другу показатели. Шина — это медная луженая лента, то есть уже покрытая оловом, что упрощает ее пайку. Потребуется порядка 10 метров узкой шины шириной в 1,6 мм и 2 метра широкой, шириной в 5 мм. Для электромонтажных работ необходимо подготовить обычный паяльник на 40 Вт. флюс для пайки — это канифоль, растворенная в спирте, спирт для обезжиривания поверхностей под пайку и их последующей очистки от остатков флюса, ватные диски и палочки. В качестве основы для монтажа всего модуля в данном случае используется акриловое стекло толщиной 5 мм. Для последующей герметизации фотоэлементов мастер решил использовать прочную бесцветная прозрачная поливинилхлоридную пленку ORACAL®751, которая часто применяется для закрепления рекламы на транспортных средствах.
	Несколько слов о том, почему выбрана ширина шины именно 1,6 мм. Металл имеет свойство при нагревании расширяться, а при остывании, соответственно, сжиматься. На солнечной батарее этот процесс будет происходить постоянно, то есть днем припаянные шины будут увеличиваться в размерах, а ночью — наоборот, что не особо полезно для конструкции. На опыте мастер испытал ленту шириной в 2 мм, и все-таки остановил свой выбор именно на ширине 1,6 мм. По токопроводящим качествам эти шины не особо отличаются между собой, а более узкая все же меньше повержена линейной деформации.
	Подготовив все необходимое, имеет смысл в первую очередь произвести сортировку пластин. Как говорилось выше, несмотря на то, что это одна модель, они зачастую могут иметь разные показатели в практической работе. А для гармоничной работы батареи значения вырабатываемого напряжения должны быть максимально близкими друг к другу. Например, в данном случае при проведении проверки обнаружилось, что фотоэлементы в равных условиях (при искусственном освещении) могут вырабатывать от 0,19 до 0,35 вольт. Лучше, если в одной панели будут собраны элементы, имеющие максимально близкие значения, скажем, от 0,30 до 0,33 вольт. Если в комплексе будет установлен один или два элемента, значительно отличающиеся по выходному напряжению, то они будут создавать никому не нужное сопротивление, и станут перегреваться. Таким образом, отбраковываются пластины, явно выпадающие из общей массы.
	При монтаже пластин между ними будет оставляться зазор в 10÷12 мм. Он нужен для того, чтобы пленка, фиксирующая элементы на акриловом стекле, удерживала их со всех сторон.
	Далее, необходимо уложить на столе две пластины на расстоянии в 10 мм, и по ним замерить, какой длины необходимо нарезать узкие шины. Как можно видеть на внешней стороне пластин для скрепления предусмотрены две металлические токосъемные полосы, а на обратной ее стороне места фиксации указаны точечно, окошками.
	На лицевой стороне пластины от ее верхнего края необходимо отступить примерно 3 мм.
	На обратной стороне второй панели шина также должна не доходить до нижнего края на эти же 2÷3 мм.
	После определения длины одной соединительной шины, остальные соединительные элементы отмеряются по ней. Для каждых двух пластин потребуется по два отрезка шины, то есть всего нужно 72 штуки. В нарезанном виде шины выглядят, как показано на фото. Вовсе не обязательно заготавливать сразу все отрезки — их можно нарезать по ходу работы. Однако если они все-таки будут заготовлены все сразу, то рекомендовано их собрать и сцепить резинкой. Так они не потеряются, и не будут мешаться на столе.
	Сначала шины припаиваются к лицевой стороне всех пластин. Но перед началом пайки металлические токосъемные полосы на пластинах необходимо подготовить, обезжирив спиртом. Для этой работы удобно использовать ватные палочки — их обмакивают в спирт и проходятся по полоске. Этот процесс необходим для повышения качества пайки.
	Следующим подготовительным этапом идет нанесение на очищенные спиртом полоски канифольного флюса. Лучше, если он будет налит в эластичную емкость в виде маркера (клеевого карандаша) с мягким наконечником. Так будет легче работать, при необходимости выдавливая и распределяя необходимое количество состава.
	Следующим шагом идет припаивание шин к внешней стороне пластин. Шина укладывается на металлическую контактную полоску и выравнивается. Далее, придерживая бо́льшую часть шины, аккуратно прижав ее к полосе, ее верхнюю сторону фиксируют паяльником на 20÷30 мм по длине. Дополнительный припой при этом не используется – вполне достаточно слоя лужения на самой шине. Теперь она закреплена и не сможет сдвинуться, поэтому ее оставшуюся длинную сторону закрепить на поверхности будет совсем просто.
	Для этого пластину необходимо повернуть к себе противоположной стороной, так чтобы длинная часть шины оказалась под рукой. Придерживая шину и слегка ее натягивая, по ней аккуратно проводят паяльником, следя за тем, чтобы он не соскользнул в сторону. Луженая лента хорошо припаивается к правильно подготовленной поверхности — достаточно один раз без спешки провести по ней хорошо разогретым паяльником. Если на ленте останутся заусеницы, то их сразу же необходимо загладить, так как эта сторона пластин должна быть прижата к акриловому стеклу.
	Припаяв обе ленты к пластине, их необходимо протереть спиртом с помощью ватной палочки или диска. Необходимо удалить с поверхности весь оставшийся флюс.
	Таким же образом последовательно подготавливаются все 36 пластин, или же только 9 фотоэлементов, чтобы собрать одну из четырех полос солнечной панели. Здесь каждый мастер поступает так, как ему будет удобнее.
	Далее будет рассмотрена сборка подготовленных фотоэлементов в одну полосу. Таким же способом производится и соединение остальных трех полос солнечной панели.
	Вначале берется пластина, которая будет первой в полосе. Она укладывается на стол лицевой стороной вниз, вместе с припаянными к ней шинами. Затем полосы под пайку, выделенные на обратной стороне пластины контактными окошками, обрабатывается спиртом, а потом флюсом. Далее, отступив от края примерно 3 мм по линии, проходящей через окошки, укладывается отрезок шины, и по тому же способу, что и с внешней стороны, припаивается к поверхности. Свободные концы шин должны расположиться в противоположном направлении относительно припаянных к лицевой поверхности – они будут нужны при коммутации всего ряда элементов в общую батарею широкими шинами.
	Теперь необходимо соединить между собой первую и вторую пластины ряда. Для этого концы шин, припаянных к лицевой стороне первой пластины, необходимо вывести на тыльную сторону второй пластины. Пластины при этом размещаются параллельно друг другу на установленном расстоянии (10 мм). Для удобства можно на рабочем столе заранее выполнить разметку, то есть сделать своеобразный шаблон взаимного расположения пластин.
	Точки припаивания контактов обрабатываются спиртом, и затем на них наносится флюс.
	Теперь можно осуществить припаивание шин. Для этого по ним также аккуратно, не торопясь, проводят разогретым паяльником. После окончания пайки обеих шин, их также необходимо протереть спиртом для удаления оставшегося флюса.
	Далее, таким же образом коммутируется третья и все последующие пластины ряда. В результате должно получиться четыре полосы по 9 фотоэлементов, соединенных так, как было показано на иллюстрациях.
	Готовые, спаянные ряды фотоэлементов поочередно укладываются на заранее подготовленное акриловое стекло необходимого размера. От краев элементов до края стекла должно быть выдержано расстояние в 50÷60 мм. На стекле ряды временно фиксируются короткими полосками прозрачного скотча.
	«Золотое правило» последовательной коммутации источников питания постоянного тока: плюс предыдущего элемента соединен с минусом последующего – и так далее. В рядах это правило соблюдено. Теперь очень важно его не нарушить и при укладке рядов в батарею. Так, выступающие слева отрезки шин первого и третьего ряда должны быть припаяны на внешней стороне панели, которая в данном случае повернута к акриловой поверхности. Во втором и четвертом ряду должны выступать концы шин, зафиксированные на тыльной светлой стороне пластин. Если допустить ошибку, то последовательное соединение нарушится, и батарея работать не будет.
	В результате конструкция уложенной панели должна будет выглядеть следующим образом. Когда все ряды будут закреплены на стекле скотчем, их необходимо объединить в одну систему.
	Электрическое соединение осуществляется по представленной схеме. В результате сверху окажется «плюс», снизу «минус».
	В качестве соединительных элементов используется широкие шины – это хорошо показано на схеме выше. К ним припаиваются выступающие концы тонких шин. Излишки после припаивания следует откусить кусачками.
	На этой фото хорошо показана крайняя точка коммутации шин. Закончив работу, панель необходимо проверить на работоспособность с помощью тестера, переключив его на вольтметр и установив щупы на плюс и минус.
	Проверку панели можно сначала произвести на рабочем столе – больших показателей не будет, но собранная панель продемонстрирует, что она «живая». А затем можно провести проверку, вынеся батарею на солнце.
	К крайним плюсовой и минусовой шинам закреплены щупы мультитестера.
	Даже при облачной погоде на холостом ходу батарея выдает 19,4 вольт — это говорит о правильности соединения панелей.
	Солнца на момент проверки не было, и ток невелик, всего около 0,5 ампера. Но даже в пасмурную погоду батарея вырабатывает около 10 ватт энергии.
	Параллельно рекомендуется проверить пластины на перегрев — это несложно прочувствовать тыльной стороной ладони. Если отдельные пластины на общем фоне явно перегреваются, то их желательно сразу же заменить – это пока сделать несложно.
	Если батарея работает нормально, то можно ее окончательно герметизировать — закатывать в пленку. Эксплуатационный срок этой пленки семь лет, но как показывает практика, она отлично функционирует и дольше. Пленка имеет клеевой слой, закрытый защитной подложкой, которая снимается по мере наклеивания покрытия на фотоэлементы и акриловое стекло.
	Первое, что необходимо сделать — это разложить пленку сверху конструкции и выровнять край, от которого начнется ее наклеивание. От того, насколько будет выровнен край, зависит качество приклеивания всего полотна. Должна быть достигнута полная герметизация, без складок и пустот, так как пленка предназначена для надежной защиты фотоэлементов от любых внешних воздействий.
	Далее, необходимо аккуратно отделить защитный слой от пленки по всему краю, примерно на 40 мм, сразу закрепив ее на стекле.
	Эта операция проводится очень аккуратно, при приклеивании пленка разравнивается и разглаживается. Здесь необходимо помнить, что отклеить и выровнять определенный участок пленки — уже не получится, поэтому необходимо делать работу качественно сразу. Пленку нельзя натягивать, но в то же время она и не должна собираться складками.
	Защитная подложка подгибается вниз и по мере приклеивания постепенно снимается. Освободив 20÷30 мм пленки, ее приглаживают к фотоэлементам и просветам между ними, то есть к акриловому стеклу.
	Процесс закатывания батареи в пленку — длительный и кропотливый, поэтому необходимо набраться терпения и выполнять его, не торопясь. Если пленка все-таки замялась или ушла в сторону, ее нельзя отклеивать, так как повредятся фотоэлементы. В этом случае необходимо вырезать и наклеить сверху уже закрепленной пленки дополнительный фрагмент. Главное — закрыть всю поверхность батареи. На этой иллюстрации показан закатанный в пленку край панели. Хорошо видно, что идеальная гладкость не требуется, главное — плотное прилегание пленки по всей площади.
	Когда пленка будет наклеена, можно проводить испытания готовой панели. Для этого батарею необходимо вынести на солнце и снова подключить к ней тестер.
	Как можно видеть, батарея выдает напряжение на выходах почти 20 вольт. Затем проверяется ток короткого замыкания — он составил 3.94 ампер. А это уже, ни много, ни мало – почти 80 ватт.
	Для проверки под нагрузкой к батарее через амперметр была подключена лампочка на 24 В. Итог на фотографии – горит хоть и не в полный накал, но достаточно ярко.

Многие мастера, кроме стекла и пленки, используют еще и обрамление батареи, одевая ее в жесткую раму. Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если планируется собрать и использовать несколько солнечных батарей, то их соединяют или последовательно — для увеличения напряжения на выходе, или параллельно – так можно добиться более высоких показателей тока и суммарной мощности

Комплекс панелей через контроллер подключается к аккумулятору — накопителю энергии, а уже от него идет распределение на точки потребления, напрямую или через инвертор.

Узнайте, как сделать солнечный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, как можно видеть из представленной информации, батарею вполне можно собрать своими руками. Потребуется наличие некоторых знаний электротехники и монтажа, усидчивость и внимательность.

Другое дело — что предварительно стоить очень тщательно взвесить ожидаемый эффект от батареи и стоимость комплектующих и всего необходимого для системы оборудования. Насколько система получится рентабельной, тем более с учетом местных климатических условий? Не превратится ли ее создание просто в «игрушку» для деятельного мужчины среднего возраста?

Возможно, некоторые вопросы по этому поводу снимет размещенный ниже видеосюжет:

Видео: Основные ошибки, допускаемые начинающими при планировании создания домашних солнечных электростанций

Солнечные батареи — цены, отзывы и фото

Артем Сутягин

10.07.2020

Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?

Читать далее

Рамис Ганиев

18.08.2019,

обновлено 09.04.2020

По расчетам ученых, около 0,5% всей поверхности нашей планеты покрыто автомобильными дорогами. Эта довольно большая площадь используется только для движения автомобилей, но почему бы людям не использовать ее для других целей? Например, дороги можно покрыть солнечными панелями, вырабатывающими электроэнергию для питания уличных фонарей. Именно такая мысль несколько лет назад пришла в голову представителям французской компании Colas. В 2016 году первая в мире дорога из солнечных батарей наконец-то была построена, но теперь ее хотят снести. Дело в том, что компания допустила множество глупых ошибок.

Читать далее

Владимир Кузнецов

03.08.2019

Сегодня солнечные панели находят все большее применение в повседневной жизни. Однако у этого элемента питания есть один существенный минус. Можно сказать, ахиллесова пята. Это тепло. Дело в том, что чем более горячими становятся сонечные панели, тем больше падает их эффективность из-за нагрева элементов и рассеивания большей части энергии. Поэтому многие исследователи работают над тем, чтобы избавиться от этого недостатка. Кто-то пытается создать эффективные системы охлаждения, но учение из США пошли другим путем. И их изыскания могут повысить эффективность работы солнечных батарей на 80%.

Читать далее

Рамис Ганиев

27.06.2019

С чем вы ассоциируете слово «робот»? Скорее всего, читая это слово многие люди представляют себе голливудского терминатора, но реальность сильно отличается от фантазий. В последние годы инженеры особенно интересуются созданием роботизированных насекомых, которые благодаря своим небольшим размерам и маневренности способны незаметно летать и проводить разведку территорий. У них есть большой минус — из-за необходимости сохранить компактность и легкость, разработчики не могут оснастить их тяжелой батареей, поэтому их приходится соединять проводами к внешнему источнику питания. Кажется, эта проблема наконец-то решена.

Читать далее

Александр Богданов

15.01.2019

Одна из главных проблем современных гаджетов — их приходится заряжать. В каких-то случаях это нужно делать каждый день (например, смартфоны), иногда же можно и позволить себе перерыв, если речь идет о планшетах, беспроводных колонках и других устройствах с низким потреблением энергии. Создание чего-то «вечного» пока откладывается во многом по этой причине, но один художник смог обойти это ограничение старым проверенным способом.

Читать далее

Владимир Кузнецов

13.12.2018

Солнечные элементы питания, несмотря на свою привлекательность, все еще не получили широкого распространения по целому ряду причин. Особенно если речь идет не об обычных батареях, а о перовскитных солнечных элементах. Это довольно перспективная, но при этом дорогая технология, однако объединенная группа исследователей из Литвы и Германии вполне может сделать их доступными, разработав дешевый и простой метод их изготовления.

Читать далее

Владимир Кузнецов

13.11.2018

Солнечные батареи используются уже практически везде: от бытовых приборов и до космических станций. Однако и этой технологии есть куда расти. Как сообщает издание ScienceAlert, группа исследователей из США и Китая совместными усилиями разработала и построила солнечную панель нового типа. Она не просто преобразует энергию солнечного света в электричество, но и отправляет избыток тепла обратно в космос.

Читать далее

Владимир Кузнецов

18.04.2018

Много ли у вас гаджетов, которые вы постоянно носите с собой? Наверняка помимо смартфона у большинства есть как минимум фитнес-браслет или умные часы, планшет и еще что-нибудь. И каждый этот прибор необходимо заряжать, что делает устройства не такими уж и мобильными. Но, согласитесь, было бы здорово, если бы мы лишь положили смартфон в карман — и он начал бы заряжаться. В будущем такое вполне возможно благодаря группе ученых из Токио, которые создали самые тонкие и в то же время эластичные солнечные батареи.

Читать далее

Илья Хель

07.04.2018,

обновлено 19.07.2019

Сейчас она существует только на бумаге, в форме меморандума о взаимопонимании. Но если ее построят, недавно анонсированный солнечный фотоэлектрический проект в Саудовской Аравии побьет все рекорды. Он будет больше любого существующего солнечного проекта в 100 раз. По завершении строительства, которое намечено на 2030 год, ферма сможет вырабатывать 200 гигаватт энергии. Проект поддерживает Softbank Group и новый наследный принц Саудовской Аравии Мохаммед Бин Салман.

Читать далее

Вячеслав Ларионов

27.02.2018

Илон Маск решил побороть гавайскую жару, оснастив местные школы системами Powerwall, которые будут вырабатывать и хранить электроэнергию, необходимую для работы систем охлаждения. Для поддержания рабочей температуры в тысяче классных комнат требуется довольно много электричества, с которым на Гавайях могут возникнуть небольшие проблемы. Решить их призваны 300 батарей Powerwall и столько же солнечных панелей, способных производить и накапливать излишки энергии.

Читать далее

Представлены новые высокоэффективные солнечные батареи с повышенной долговечностью (3 фото) » 24Gadget.Ru :: Гаджеты и технологии

Для современных солнечных панелей, работающих для генерации экологически безопасной, возобновляемой энергии, существует два самых важных параметра, от которых зависит экономическая составляющая получения и использования солнечной энергии. Это долговечность и энергетическая эффективность панелей.

Новейшие солнечные панели, создаваемые на основе перовскита, редкоземельного материала титаната кальция (CaTiO3) показывают высокую эффективность производства энергии, однако страдают от низкой долговечности. Покрытие быстро разрушается под воздействием атмосферных осадков, света и кислорода. Группа исследователей из Корейского передового института науки и технологии (KAIST), Сеульского национального университета и Университета Сечжона смогли увеличить прочность покрытия из перовскита и увеличить эффективность преобразования света в электроэнергию.

Для изменения физико-технических параметров перовскита были перемешаны молекулы, расположенные в двухмерных слоях, состоящих из фенетиламмония. Такая операция позволит изготавливать солнечные панели без дополнительного защитного слоя, что автоматически сказывается на экономической и энергетической эффективности солнечных электростанций.

Инженеры из Кореи смогли добиться сохранение работоспособности панелей на уровне 80% от первоначальной, после 1000 часов нагрузки. При этом коэффициент эффективности преобразования составлял 20,7%. Добавление кремния позволило поднять эффективность до 26,7%, при существующем максимальном КПД для солнечных батарей — 27,7%.

По заявлению ученых использование панелей на основе кремния и перовскита позволит создать наиболее эффективные «тандемные солнечные элементы мирового класса». При этом существенно вырос коэффициент преобразования, что повлияет на эффективность новых панелей.

Ученые заявляют о необходимости преодоления 30% рубежа эффективности преобразования энергии солнца в электричество, что будет вполне реально при дальнейшем развитии тандемных солнечных панелей.

Источник: Newatlas

Монокристаллическая солнечная батарея 100 Вт, 12 В, производства Chinaland Solar Energy

Солнечная батарея для дома CHN100-36M является самой эффективной из панелей средней мощности.

Солнечная панель имеет относительно небольшие габариты и выполнена в прочной алюминиевой раме со структурированным закаленным стеклом. Она состоит из 36 монокристаллических элементов Grade A++ размера 5″, соединенных последовательно. В распаечной коробке, расположенной на обратной стороне солнечной панели, установлены 2 защитных диода для защиты элементов от частичного затенения. Кроме того, фотоэлектрическая панель укомплектована специальными кабелями и разъемами MC4, что облегчает ее подключение.

При помощи этой батареи и контроллера заряда, подходящего по напряжению и току, можно заряжать аккумуляторы емкостью от 20 до 100 А*ч и напряжением 12 В. Оптимальной емкостью аккумулятора для данной батареи является 60 А*ч. При необходимости использования с аккумуляторами напряжением 24 В, нужно взять 2 батареи и соединить их последовательно.

Отзывы:

  Добрый день!   Я недавно у Вас три панельки CHN100-36M прикупил, обещал поделиться результатами, думал что долго проделаю, но выходные…

13 июня 2018 г.

Роман

  Первый опыт использования солнечных батарей на природе для питания холодильника запечатлён на видео. Портативная электростанция на солнечных батареях для…

26 сентября 2016 г.

Евгений

Медленно, но верно продолжаем электрификацию Новгородской области. Два года назад в Солнечные.ру приобрел небольшую электростанцию для нашего дома в деревне, соседи…

25 сентября 2016 г.

Сергей

Один из наших покупателей прислал нам коротенький отзыв о солнечной электростанции, установленной им в Беларуси: Все установлено за час, работает отлично, буду…

2 июня 2016 г.

Андрей

Лето с автономным электричеством, июль — август 2014 г. Состав системы (на 24 Вольта): 1. Две СБ по 100 Вт – CHN100-36M , 2. Контроллер…

8 сентября 2014 г.

Сергей

Каждое лето езжу с семьёй в отпуск (Крым или Астраханская губерния). Отдыхаем «дикарями», поэтому вопрос электропитания всегда актуален и до прошлого года решался с…

19 августа 2014 г.

Дмитрий

В мае 2014 г. впервые попробовал эксплуатировать систему автономного энергоснабжения в деревне в Новгородской области. До этого несколько лет выслушивал соображения скептиков…

19 мая 2014 г.

Сергей

Оказывается, солнечная батарея является неплохим источником электроэнергии, особенно в режиме ЧС. Даже несмотря на то, что использована она, как привыкло думать большинство,…

23 ноября 2013 г.

Д.Ю.

Gudrun передает Вам привет, в приложении высылаю Вам две фотографии. Она хочет благодарить Вас за помощь в подборе оборудования системы и подготовку всех ее частей. Нам с…

5 сентября 2013 г.

Gudrun

---

Ваши вопросы и отзывы:

Используя эту форму, Вы можете отправить Ваше мнение об этом товаре, сообщить о неточности в описании или задать нам вопрос.

Перед тем, как задать вопрос, посмотрите наш форум. Возможно, там уже есть ответ.

 

Солнечные панели по низким ценам покупайте в интернет-магазине Solnechnye.RU

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Самодельная переносная солнечная батарея фото отчет

На первом фото четыре панельки, которые генерируют чуть более 2 вольта, что в сумме не менее 6,5 вольт без солнца, и больше 8 вольт при солнце. Максимальный ток при ярком солнце доходил до 7А что очень даже не плохо для переносной портативной панельки. Для тестов разместил эти панельки на крыше, провода вывел на чердак, где далее покажу все замеры тестирования этой солнечной батареи.

>

Почему-же я решил делать солнечную батарею из нескольких частей? Просто задача стояла сделать переносную панель которая должна была быть складная и немного весить, при этом мощность я хочу нарастить до 100ватт, чтобы питать ноутбук, заряжать всякую другую электронику (телефон, фонарь и т.д.).

Посмотрел в интернете как делают солнечные панели и оказывается почти все используют стекло. Но стекло просто недопустимо для переносной солнечной батареи так-как во-первых стекло тяжелое и его легко разбить. Поиски были направлены на оргстекло и посте поисков выбор пал на акриловое стекло так-как производитель обещает более 10 лет эксплуатации без потери качеств и самое главное оно не должно помутнеть на солнце.

Чтобы приклеить к стеклу элементы и заодно их загерметизировать решил использовать пленку, которая применяется для наружной рекламы. Выбрал дорогой вариант с заявленным большим сроком службы под воздействием окружающей среды. Сейчас у меня 4 солнечные батарейки, чуть позже изготовлю еще 3 шт и будет полноценная мощная панель для зарядки свинцовых аккумуляторов.

Процесс изготовления солнечных панелей.

Пака ждал акриловое стекло спаял элементы по 4 шт последовательно и закрепил на листах экобонта. Как стекло пришло работа продолжилась. Перед тем как закатать элементы под пленку я сначала их тщательно зачистил с помощью спирта и ватки от пыли и остатков флюса.

>

Потом аккуратно отклеил кусочки скотча, которые удерживали элементы на экобонте.

>

С акрила снял защитную пленку с одной стороны.

>

Далее приложил акрил к элементам и перевернул всю стопку так чтобы элементы оказались на акриле, а подложка с верху.

>

Теперь подготовка к закатке элементов в пленку.

>

Отрезаю кусок пленки нужной длинны.

>

Процесс наклеивания пленки, это нужно делать медленно и очень осторожно чтобы не образовывались складки и неровности, при этом на элементы лучше сильно не давить, иначе могут треснуть, уж очень они хрупкие.

>

Здесь я прорезаю выводы от элементов. Кстати правая рука в перчатке не случайно, просто перчатка лучше скользит по пленке и удобнее получается приглаживать пленку.

>

Ну вот панелька почти готова, осталось снять защитную пленку с акрила.

>

>

Вот и готова первая сборка, провожу тест на работоспособность с помощью светодиодного фонаря, напряжение на вольтметре 1,8вольта, значит батарея работает. По такому же принципу собрал еще три панели и позже разместил их на крыше.

>

Для тестирования батареи на чердаке разместил два мультиметра, стрелочный на вольты, а цифровой на амперы. В итоге ток самый большой зафиксировал 7,2А ампера что даже неожиданно от таких вроде бы небольших панелек. Вот в принципе пока все.

При написании статьи использовались материалы >>источник

Как работают солнечные панели и солнечная электроэнергия | ОРЕЛ

Солнечное электричество окружает нас повсюду, от карманных калькуляторов на солнечных батареях до спутников и домов, привязанных к солнечным панелям. Вы даже можете увидеть солнечную энергию по пути на работу, когда будете проезжать мимо дорожных знаков, будок или измерителей скорости. Этот «бесплатный» источник энергии в значительной степени покрывает наши современные потребности в электроэнергии и, в конечном итоге, прокладывает путь к устойчивой энергетике будущего. Но будет ли этого достаточно, чтобы избавиться от ископаемого топлива? Время покажет.Итак, как именно работают солнечное электричество и солнечные панели? Нет переключателя, иногда даже батареи для зарядки. Мы просто зависим от этого гигантского газового шара в небе (Солнце), чтобы обеспечивать наши потребности в этом мире.

Солнечная электроэнергия в действии

Солнечное электричество на самом деле не новость. В 1839 году французский ученый Александр Эдмон Беккерель обнаружил, что такой материал, как металл, при воздействии солнечного света может испускать электрические искры. Этот эксперимент открыл путь другим ученым, таким как Альберт Эйнштейн, который позже назвал этот процесс фотоэлектрическим эффектом .

Фотоэлектрический эффект возникает, когда электроны выбрасываются с поверхности твердого материала, такого как металл, под воздействием солнечного света. Любой материал, который реагирует на это воздействие солнечного света, считается фотоэмиссионным материалом , а выбрасываемые электроны называются фотоэлектронами . Но пусть термины вас не сбивают с толку; На самом деле электрон, испускаемый под воздействием солнечного света, ничем не отличается от электрона, который летает по цепи от батареи или прямого источника энергии.Все они выполняют одну и ту же работу и остаются идентичными по массе, заряду, вращению и магнитному движению.

Электроны выбрасываются из материала в зависимости от типа электромагнитного излучения. (Источник изображения)

С фотоэлектрическим эффектом, высеченным в камне Эйнштейном, мир вскоре обратился к созданию первых фотоэлектрических (ФЭ) элементов из селена. Это было только начало, и в 1950-х годах Bell Labs разработала фотоэлемент, достойный удовлетворения сегодняшних потребностей в солнечной энергии с помощью кремния.Этот первый кремниевый фотоэлемент достиг колоссального четырехпроцентного преобразования энергии, но в то время изобретение было новаторским.

Реклама Bell labs 1954 года!

С 1950-х годов кремниевые фотоэлементы продолжали повышать эффективность, но принцип их работы в системе солнечных панелей остается в основном неизменным. Вот процесс на высоком уровне, прежде чем мы углубимся в детали.

• Частицы света, называемые фотонами, сначала проникают в фотоэлектрический элемент, который передает свою энергию, теряя электроны.Эти электроны сбиваются со своей орбиты в атоме кремния.
• Затем свободные электроны ищут путь наименьшего сопротивления к пустому отверстию в другом атоме, но, как и все другие методы управления электронами, мы сначала заставляем их выполнять некоторую работу, путешествуя по цепи.
• Когда электроны покидают солнечную батарею в виде электрического тока, они проходят через проводной канал в инвертор. Это устройство преобразует то, что в настоящее время является стабильным постоянным током (DC), в переменный ток (AC), который может обеспечивать электроэнергией дома, предприятия, электростанции и даже электросети.
• После того, как наши устройства и инфраструктура будут запитаны, электрический ток будет течь обратно через цепь солнечной системы, находя покой в ​​твердом контактном слое в нижней части панели солнечных батарей, создавая замкнутый контур цепи.

Здесь мы видим типичную солнечную панель , установленную в жилом доме. (Источник изображения)

Внутреннее устройство солнечных элементов

Каждая солнечная панель состоит из набора отдельных солнечных элементов , и именно в этих ячейках происходит вся магия по преобразованию световой энергии в солнечное электричество.Солнечные элементы обычно состоят из двух внутренних слоев полупроводниковых пластин. Возможно, вы слышали об этом материале, поскольку в настоящее время они используются в микропроцессоре вашего компьютера и в интегральных схемах (ИС), которые вы можете использовать на печатной плате (PCB).

По сравнению с другими материалами, которые позволяют электричеству легко проходить через них (проводники) или не пропускать вообще (индукторы), кремний находится где-то посередине, не проводя полностью и не изолируя электричество. Отсюда и название полупроводник.

Кристалл кремния в первозданном виде, один из самых распространенных минералов в мире. (Источник изображения)

В чистом виде кремний обычно не проводит электричество, потому что 10 из его 14 электронов уже спарены. Однако внешняя оболочка кремния имеет только половину (4) количества электронов, которое ему нужно, и поэтому он стремится соединиться с другими соседними атомами, чтобы собрать оставшиеся электроны и найти баланс. Мы придумали способ воспользоваться этим дефицитом электронов, заставив кремний проводить электричество в процессе легирования.

Легирование — это процесс добавления вторичного атома в кристаллическую структуру кремния, который изменяет количество электронов в материале. Например, если вы добавите в кремний фосфор, который имеет пять электронов на внешней оболочке, у вас теперь есть девять электронов и один дополнительный электрон, которым можно манипулировать, чтобы освободиться и создать электрический ток. Когда электрон действительно вырывается из легированного кремния, он считается свободным носителем и будет стремиться искать пустое место для отдыха.

В солнечных элементах нижний слой кремния легирован бором, который придает кремнию положительный заряд, называемый кремнием n-типа. Верхний слой кремния легирован фосфором, который придает этому слою кремния отрицательный заряд, называемый кремнием p-типа. И когда вы соединяете эти два слоя кремния n-типа и p-типа, вы создаете соединение, называемое P-N переходом.

Здесь вы можете увидеть P-N переход в типичном солнечном элементе. (Источник изображения)

В этот момент электроны будут перемещаться, пытаясь устранить свой дисбаланс и в процессе создания электрического поля.Это поле действует как стандартные компоненты диода, позволяя электронам течь только от слоя p-типа к слою n-типа. Проблема в том, что в то время как электроны в слое p-типа могут попасть туда, куда им нужно, электроны n-типа блокируются P-N переходом. Что им делать?

Добавляя внешнюю схему поверх слоя n-типа в солнечном элементе, вы обеспечиваете путь для ваших электронов n-типа, чтобы добраться до желаемого места назначения в слое p-типа. Следуя по пути наименьшего сопротивления, электроны n-типа затем будут проходить через набор тонких проводов, вокруг полной цепи, чтобы обеспечить питание наших домов, и замыкая цепь, когда они собираются в слое p-типа.Этот обмен между кремнием n-типа и p-типа происходит снова и снова, поскольку световые фотоны выбивают электроны, и поэтому мы получаем постоянный поток тока от наших солнечных элементов.

Типы солнечных батарей

Отдельный солнечный элемент будет генерировать всего несколько ватт энергии, поэтому их нужно сгруппировать вместе, чтобы выполнять тяжелую работу. Когда вы группируете солнечные элементы вместе, чтобы сделать более крупный блок, вы создаете солнечный модуль . Затем эти модули можно снова объединить в одну солнечную панель .На крыше дома вы обычно найдете сотни солнечных элементов, упакованных в набор панелей. На более крупных солнечных фермах вы найдете тонны солнечных панелей, упакованных вместе на массивных металлических каркасах, и они образуют солнечных батарей для выработки тонны солнечной электроэнергии.

Будь то солнечная панель или солнечная батарея, солнечные элементы не существуют изолированно. Кремний — это материал с высокой отражающей способностью, и если мы подвергнем этот материал воздействию солнечного света, весь свет будет отражаться от него.Чтобы решить эту проблему, производители обычно наносят на кремний антибликовое покрытие, чтобы свести к минимуму любые потери при захвате световой энергии. Силикон с покрытием затем будет покрыт стеклянной крышкой, которая придает солнечному элементу типичный синий / черный непрозрачный цвет.

Независимо от того, сколько солнечных элементов вы упаковываете в панель, все они могут быть разбиты на один из трех типов:

Ячейки монокристаллические

Эти солнечные элементы сначала изготавливаются в виде длинных цилиндров из кремния, а затем нарезаются на тонкие пластины.Процесс изготовления монокристаллических ячеек очень точен и позволяет получать элементы с наивысшим показателем эффективности среди всех типов — 23%.

Ячейки поликристаллические

Эти солнечные элементы сначала изготавливаются из отливок расплавленного кремния, которые затем разрезаются на тонкие квадраты. Процесс производства поликристаллов недорогой по сравнению с монокристаллами, но также приводит к более низкой эффективности преобразования энергии примерно на 20%.

Моно (одиночные) и поликристаллические ячейки рядом.(Источник изображения)

Тонкопленочные солнечные элементы

Эти солнечные элементы почти в 100 раз тоньше монокристаллических или поликристаллических элементов, и вы можете найти их из альтернативных материалов, таких как теллурид кадмия (CdTe) или диселенид галлия-индия (CIGS). Благодаря своей легкости и гибкости, эти ячейки «второго поколения» могут быть применены к различным материалам основы, таким как металл, пластик или стекло. Однако это повышение гибкости также приводит к снижению эффективности примерно на 7–12%.

Тонкопленочные солнечные элементы добавили гибкости и легкости. (Источник изображения)

Проблемы эффективности

Здесь вы можете задаться вопросом — почему мы производим солнечные элементы, которые улавливают не более 20% доступного солнечного света? Даже теоретические максимумы эффективности солнечных элементов ограничивают их до 30% в соответствии с пределом Шокли-Кайссера . В чем проблема?

Солнечный свет производит не только один вид фотонов.Если вы когда-нибудь видели электромагнитный спектр, значит, вы знаете, что на самом деле свет бывает многих разновидностей, многие из которых невидимы. Все эти спектры света основаны на определенной частоте и длине волны.

Солнечный свет производит множество фотонов, только небольшую часть из которых мы можем видеть. (Источник изображения)

Кремний оптимизирован только для захвата фотонов определенной полосы частот. Например, некоторые фотоны, попадающие в кремниевый элемент, не обладают достаточной энергией, чтобы выбить электроны.Другие фотоны могут иметь слишком много энергии и выбивать электрон из строя, но любая избыточная энергия тратится в этом процессе. Существует только точное количество энергии фотона, измеряемое в электрон-вольтах (эВ), которое требуется, чтобы выбить электрон из строя. Для кремния достаточно 1,1 эВ. Любая энергия фотона выше и ниже этого порога в конечном итоге превращается в потерянный потенциал.

Материалы имеют определенную ширину запрещенной зоны, в которой они могут поглощать световую энергию. (Источник изображения)

Частотный диапазон фотонов — не единственная проблема, влияющая на эффективность использования солнечной энергии.Также существует проблема того, как далеко электроны должны пройти внутри солнечной панели, пока не достигнут своего намеченного пункта назначения. Поскольку кремний является полупроводником, любой электрон, который движется по нему, встретит довольно высокое сопротивление. Чем дальше вы размещаете клеммные контакты от кремниевого материала на панели, тем дальше должны перемещаться ваши электроны и, следовательно, большее сопротивление. Любой информированный разработчик электроники знает, что чем выше сопротивление, тем больше энергии вы теряете.

Чтобы свести к минимуму эти потери, солнечные элементы обычно покрывают металлической сеткой, которая сокращает расстояние, которое им приходится преодолевать до оконечного соединения.Некоторые производители также складывают солнечные элементы, изготовленные из различных материалов, каждый из которых имеет различную ширину запрещенной зоны . Этот набор из нескольких материалов позволяет поглощать больше частот фотонов, что увеличивает общую эффективность солнечного элемента.

Взвешивание плюсов и минусов солнечной энергии

Стоит ли солнечная технология? Когда на солнечную энергию полагаются как на единственное средство производства энергии, она по-прежнему создает множество проблем. Однако при использовании в сочетании с другими источниками электричества вы найдете солнечные лучи в лучшем виде.

Solar до сих пор находит применение даже в облачных местах. (Источник изображения)

Плюсы

Возьмем, к примеру, способность солнечных панелей вырабатывать электричество по мере необходимости в непосредственной близости от них. Дом, оборудованный солнечными батареями на крыше, будет производить электричество именно там, где это необходимо. Это может помочь коммунальным предприятиям избежать чрезмерного спроса и нагрузки на свои системы распределения и передачи, позволяя домам или предприятиям получать электроэнергию на месте с помощью солнечных батарей.

В жаркий летний день, когда все работают на полную мощность, солнечные батареи обеспечивают идеальный энергетический баланс. Ваши непосредственные потребности в энергии удовлетворяются за счет солнечных батарей, что снижает нагрузку на системы передачи из сети. Все это приводит к меньшему количеству отключений и, в конечном итоге, к тому, что система меньше зависит от единой точки отказа для обеспечения мира.

Солнечная энергия является модульной технологией. В ситуации, когда одна солнечная панель повреждена, остальная часть системы может продолжать работать.Это контрастирует с чем-то вроде атомной электростанции, которая может выйти из строя, если одна из систем перестанет работать.

Минусы

Есть также некоторые проблемы для солнечных технологий. Например, когда дом не потребляет всю энергию, вырабатываемую солнечной батареей, эта энергия обычно возвращается в сеть через «питающие» линии. Внедрение этих линий может быть дорогостоящим расходом для коммунальных предприятий, поскольку использование солнечной энергии в будущем будет расширяться.

Существует также проблема того, как солнечная энергия передается пользователям.В то время как солнечные панели в доме обеспечивают энергией там, где это необходимо, существуют также огромные солнечные фермы, которым приходится передавать всю вырабатываемую электроэнергию по линиям электропередачи. Как и любой материал, по которому проходит ток, в процессе передачи всегда есть потеря энергии в виде тепла, которое невозможно восстановить.

Последняя серьезная проблема заключается просто в том, что солнечный свет не является постоянной переменной, которая может включаться и выключаться по нашему выбору. В пасмурную погоду производство энергии от солнечных батарей резко падает.Из-за этого многие коммунальные предприятия используют солнечную энергию в сочетании с другими источниками энергии, чтобы сбалансировать ежедневные потребности.

Будущее солнечной техники

Прогуляйтесь по любому району США, и вы обязательно увидите, что из года в год используется все больше солнечных батарей. Только за последние десять лет цена на солнечную технологию упала более чем на 60%, что сделало эту некогда дорогостоящую технологию доступной для средних домашних хозяйств и предприятий.

Но как насчет достижений в области солнечной эффективности? В настоящее время ведется все больше исследований и разработок, направленных на создание более эффективных солнечных технологий.Один из них — перовскитовый фотоэлемент . На текущем этапе перовскитный элемент оказывается дешевле кремниевого элемента, но при этом столь же эффективен. Этот материал сделан из кристаллической структуры оксида кальция-титана и может производиться при комнатной температуре с помощью гораздо более простых методов, чем требует кремний.

Перовскитные элементы представляют собой новую экономичную альтернативу кремниевым элементам. (Источник изображения)

Заменит ли этот материал полностью кремниевые элементы? Скорее всего, не.Вместо этого компании ищут способы объединить перовскит и кремний в одной ячейке. Таким образом, оба материала смогут захватывать фотоны на разных длинах волн, что увеличивает общую эффективность ячейки.

Исследователи говорят, что до появления перовскита, готового к использованию в прайм-тайм, еще не прошло 5-10 лет, но первые эксперименты выглядят многообещающими с эффективностью 20%, что соответствует кремнию. Но сможет ли перовскит когда-нибудь сместить кремний с лидирующей позиции в отрасли? Если это цель, будет тяжелая битва.

Может ли солнечная энергия спасти мир?

Можем ли мы полагаться только на солнечную энергию, чтобы обеспечить мир устойчивым источником энергии? Есть масса переменных, которые нуждаются в улучшении, например повышение эффективности и постоянное развитие инфраструктуры. Мы думаем, что в будущем может появиться реальность, в которой солнечная энергия станет лишь одним маленьким кусочком более крупной загадки устойчивой энергетики.

Это увлекательно узнать, как даже солнечные элементы полагаются на основы электричества, чтобы творить чудеса.Все начинается с кремниевых полупроводников, которые взаимодействуют с фотонами солнечного света и генерируют полезный электрический ток. Отсюда мы можем использовать основные принципы схем, как и во всех наших электронных устройствах, для питания наших домов, предприятий и образа жизни.

Есть отличная идея для проекта электроники на солнечных батареях? Подпишитесь на Autodesk EAGLE сегодня!

солнечных панелей, которые не похожи на солнечные панели — генератор Land Art

Различные интегрированные фотоэлектрические панели зданий на выставке в Сингапурском исследовательском институте солнечной энергии (SERIS) в 2018 году в сотрудничестве со Школой дизайна и окружающей среды Сингапурского национального университета

Как выглядит солнечная панель?

Это вопрос, над которым мы много думали с тех пор, как основали Land Art Generator Initiative в 2008 году и объявили первый конкурс дизайна LAGI в 2010 году.В то время уже существовал ряд интересных технологий, которые разрабатывались и выходили на рынок, в том числе цветные органические фотогальванические тонкие пленки, сенсибилизированные красителем солнечные элементы и такие инновации, как Sphelar ™. Мы включили некоторые из них в наш первый полевой справочник по технологиям возобновляемой энергии , чтобы привлечь внимание дизайнеров, художников, архитекторов, ландшафтных архитекторов и других творческих людей. Цель генератора лэнд-арта по-прежнему состоит в том, чтобы побудить людей рассматривать возобновляемые источники энергии как средство творческого самовыражения в общественных местах и ​​местах назначения.

За последнее десятилетие произошел ряд увлекательных разработок в области технологий солнечных модулей, ламинированного стекла и специальных пленок. Ниже приведен список некоторых продуктов, которые сегодня представлены на рынке. Любой из них может быть отличным средством для создания искусства в общественных местах, делая наши города красивее, а мы делаем их более экологичными. Все изображения любезно предоставлены веб-сайтом, на который есть ссылка на каждый, если не указано иное.

Кремний монокристаллический и тонкие пленки

Фотография модулей Kromatix, представленная директорами LAGI на выставке World Future Energy Summit 2019 в Абу-Даби.

Kromatix ™ от SwissINSO — это нестандартный ламинат со стеклянной лицевой панелью, обработанный по индивидуальному заказу, который применяется в процессе производства солнечных модулей.Его можно наносить практически на любые фотоэлектрические панели (PV) или на плоские солнечные тепловые модули. Технология представляет собой высокоэффективную и экологически чистую нанотехнологическую обработку поверхности для получения структурного цвета серого, синего, сине-зеленого, оранжевого, бронзового и латунного цветов. Поскольку Kromatix ™ встроен в модуль, его ламинируют на заводе-изготовителе панели, а не в полевых условиях.

Фотография Invent Solar, виденная директорами LAGI на Всемирном саммите по энергии будущего в 2019 году в Абу-Даби.

Invent использует свою технологию InvisibleCell®, которая скрывает сборные шины, зазоры и электрические соединения пальцев, которые кажутся серебристыми / белыми на стандартном фотоэлектрическом модуле за всем -черный лицевой ламинат.С небольшими вариациями рисунка стекла они могут создавать любые оттенки серого. Панели могут работать вместе, создавая более крупные композиции.

Solaxess позволяет использовать любую внешнюю поверхность здания в качестве генератора солнечной энергии. Все панели с белой отделкой, которые вы видите на фотографии выше, вырабатывают электричество от стандартных солнечных панелей, скрытых за нестандартным ламинатом Solaxess.

Kaleo в Невшателе, Швейцария, имеет версию печатной пленки, которая наносится на лицевую сторону солнечного модуля.Глянцевая поверхность отлично подходит для фотографий, которые очень похожи на C-печать на прозрачной пленке. Солнечный модуль, вырабатывающий электричество позади, совершенно невидим, скрыт за красотой произведения искусства.

В черепице Tesla Solar Roof используется серия небольших «жалюзи» в верхнем герметизирующем слое многослойного стекла, которые закрывают внутреннюю работу солнечного модуля при просмотре под разными углами, которые обычно можно ожидать от крыши с улицы. . Между тем, под углом, под которым солнце обычно падает на плитки в течение дня, есть беспрепятственный путь к солнечным элементам.Это похоже на то, как работает лентикулярное изображение, чтобы показать одно изображение при просмотре под определенным углом и другое изображение при просмотре под другим углом. Вы можете узнать больше в заявке на патент Tesla. С тех пор, как этот продукт был анонсирован, нам в LAGI было любопытно посмотреть, что художник может сделать с этим продуктом, когда он будет освобожден от ограничений скатной крыши.

La Monarca в зоопарке Сан-Антонио. Фотография Пенелопы Бойер.

Sistine Solar производит пленку SolarSkin, на которую можно напечатать любое графическое изображение.Специальная пленка пропускает почти весь свет к солнечным элементам для выработки электричества. Продукт был разработан в Массачусетском технологическом институте основателями компании и продавался как способ замаскировать солнечные панели на крышах путем печати полномасштабного изображения рисунка, цвета и текстуры окружающей черепицы. Но технология позволяет печатать буквально все, а не только черепицу. Например, мы указали Sistine Solar на первой в мире инсталляции Solar Mural, которая была установлена ​​в Сан-Антонио в 2017 году.Изображение La Monarca было разработано художником Сан-Антонио Крузом Ортисом под творческим руководством Пенелопы Бойер. Вы можете узнать больше о La Monarca и программе LAGI Solar Mural на solarmural.com.

Несмотря на то, что на Sistine Solar SolarSkin предоставляется 25-летняя гарантия, ее также можно обменять в полевых условиях, поэтому, если художественное произведение, использующее пленку, в какой-то момент может быть изменено, это возможно без замены солнечных модулей. самих себя. Как и во многих случаях применения на поверхности, перечисленных в этой статье, существует небольшой компромисс в отношении эффективности электрического преобразования с этим продуктом — около 2%, поэтому солнечный модуль, который обычно составляет 20% в идеальных условиях, будет работать при 18% ниже. те же условия — очень маленькая цена за универсальность и красоту этой опции!

Dutch Solar Design Photovoltaics — еще одна прикладная пленка, на которую можно напечатать любое изображение.Они специализируются на текстурах зданий, благодаря которым солнечные модули исчезают в фасаде здания. См. Ссылку на их сайт для фотографий.

ColorBlast использует технику керамической печати на лицевой стороне стекла модуля, которая пропускает солнечный свет к солнечным элементам.

Фотография модулей Hei, сделанная LAGI на Всемирном саммите по энергии будущего в 2019 году в Абу-Даби.

Hei производит изогнутые модули, которые предназначены для встраивания в опоры внешнего освещения. В этом контексте они представляют собой элегантное решение для городов.Интересно, может ли художник использовать модули более творчески?

Onyx Solar специализируется на строительстве интегрированных фотоэлектрических модулей различных типов, таких как вариант почти полностью прозрачного остекления, показанный на изображении выше.

Поликристаллический кремний PV

Лондонский дом Kingsgate, спроектированный Хорденом Черри Ли с использованием солнечных батарей LOF.

LOF Solar производит поликристаллические солнечные элементы практически любого цвета, которые можно интегрировать в специальные модули.

Органическая фотогальваническая тонкая пленка (OPV)

Проект солнечного граффити в Гомес Фариас за пределами Мехико. © Леонардо Медина Руис; ENGIE

Heliatek производит гибкую и красочную пленку OPV, которую можно применять в различных творческих приложениях.

Немецкий павильон Экспо 2015 Милан, Италия. Изображение © Шмидхубер / Миллер и партнеры.

OPVIUS специализируется на OPV, которые могут быть изготовлены в нестандартных формах, таких как шестиугольные формы, интегрированные в немецкий павильон на выставке Milan Expo в 2015 году.

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC)

Установка DSSC в Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) Дизайн Даниэля Шлепфера и Кэтрин Болле, Фото: Ален Херцог, Архитектор: Рихтер Даль Роше и Асс.

Solaronix специализируется на производстве сенсибилизированных красителями солнечных элементов. Вы можете увидеть их технологию, установленную в конференц-центре EPFL, на изображении выше.

Люминесцентный солнечный концентратор (LSC)

ClearVue — это увлекательная технология, которая приводит к созданию панели из прозрачного стекла 70% +, которая генерирует электричество, направляя световые волны нужной длины к краям модуля, где расположены фотоэлементы.

Если вам известны какие-либо другие продукты, отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected] и дайте нам знать о них!

В заключение, мы оставим вам это прекрасное изображение дизайна, победившего на конкурсе дизайна Land Art Generator Initiative 2018 в Мельбурне. Light Up , использует сплошное ламинирование монокристаллических кремниевых солнечных фотоэлектрических модулей, чтобы создать это потрясающее произведение искусства для треугольника Сент-Кильда.

Light Up
Команда художников: Мартин Хайде, Дин Бутройд, Эмили фон Могер, Дэвид Аллуф, Такасуми Иноуэ, Лиам Окслейд, Майкл Страк, Ричард Ли; Майк Рэйнбоу, Ян Талако; Джон Бахорик; Брайан Чунг, Чеа Юен Йеу Чонг, Анна Ли, Амели Норен
Энергетические технологии: гибкие монокристаллические кремниевые фотоэлектрические элементы, сбор энергии ветра, микробные топливные элементы
Годовая мощность: 2220 МВтч
Заявка на конкурс дизайна Land Art Generator 2018 в Мельбурне

Обнаружение панелей солнечных батарей с высоты птичьего полета или спутниковых изображений

Информация о солнечных панелях в районе может быть использована частными компаниями по производству солнечных панелей, некоторые из них -:

I.Sun Power — предлагает панельные системы Maxeon для домов и общественных объектов. Программное обеспечение системы хранения контролирует и обеспечивает резервное питание. Варианты аренды, ссуды и покупки солнечной энергии. Простая установка без полевой проводки. Включает 25-летнюю гарантию.

II. Vivint — Solar — специализируется на домашних солнечных батареях, аккумуляторных батареях и зарядных устройствах для электромобилей. Варианты покупки, PPA, займа или аренды солнечной энергии. Установка занимает от четырех до восьми часов. Включает 25-летнюю гарантию на панель и 10-летнюю гарантию на инвертор.

III.SunLux Energy — продает панели, инверторы и аккумуляторы. Включает мониторинг, пожизненную поддержку и 25-летнюю гарантию на детали, работу и ремонт. Предлагает варианты покупки, финансирования, аренды или предоплаты солнечной энергии. Выполняет установку полного цикла.

IV. Sungevity — предлагает варианты солнечной энергии для домов и предприятий. Предоставляет несколько вариантов хранения и круглосуточный мониторинг. Варианты покупки, аренды и PPA. Включает 25-летнюю гарантию производительности и 20-летнюю гарантию на панель и установку.

Чтобы решить эту проблему, мы в Eduwaive Foundation решили использовать возможности искусственного интеллекта и машинного обучения.Итак, чтобы начать создание алгоритма, который может обнаруживать солнечные батареи по аэрофотоснимкам или спутниковым изображениям, нам понадобился маркированный набор данных спутниковых изображений.

Шаг 1. Сбор данных

Это самый важный и основной шаг для разработки алгоритма машинного обучения. Мы использовали «Статический API Карт» из облачной платформы Google, чтобы получить спутниковые снимки с использованием широты и долготы некоторых случайных мест.

КАЧЕСТВО> КОЛИЧЕСТВО

Очень важно, чтобы данные соответствовали задаче, которую мы хотим решить.Не имеет значения, есть ли у нас терабайты данных, если данные не соответствуют проблеме. Мы пытаемся найти данные с функциями, которые имеют значение для того, что мы пытаемся классифицировать или прогнозировать, и отбрасываем несвязанные функции. Первым шагом должен быть правильный сбор данных, и пока мы не достигнем этого, мы будем постоянно возвращаться к этому шагу. Набор данных должен иметь все полезные функции. Нам нужно создать модель, задача которой — определять, где находится солнечная панель на изображении, наш набор данных должен состоять из изображений, которые содержат солнечные панели, для тех, кому мы знаем точное местоположение на изображении.Для этого нам нужно пометить необработанные данные, полученные со спутниковых снимков Google.

Шаг 2: Маркировка спутниковых изображений

Это был решающий шаг для нас, поскольку маркировка требует много рабочей силы и усилий, поскольку для каждого отдельного изображения нам нужно создать метки и соответствующий им XML-файл, но спасибо to labellerr их инструмент для автоматической маркировки очень помог нам и увеличил скорость создания надлежащего маркированного набора данных для разработки надежного алгоритма обнаружения солнечных панелей.Мы разделили изображения на две разные категории, а именно «солнечные» и «крыша».

Маркировка с использованием LABELLERR Research Plan

Как мы видим, этикетировщик упростил весь процесс маркировки с помощью своего инструмента автоматической маркировки и сделал набор данных более точным и эффективным. как основа любой модели машинного обучения.

Шаг 3. Обучение модели машинного обучения

Этот шаг требует правильной настройки среды и большой вычислительной мощности, а также является наиболее трудоемким шагом во всем процессе.Мы использовали модель обнаружения объектов TensorFlow для обработки ядра, и мы использовали конфигурации «Faster R-CNN ResNet101», эта модель требует немного большей вычислительной мощности по сравнению с другими, но точность этой модели компенсирует дополнительную вычислительную мощность. Мы разделили наш набор данных на две части: одну для обучения модели, а другую — для оценки модели на тестовом наборе данных. Этот шаг занял почти 54 часа обработки, и мы сохранили потери при обучении модели порядка 10–2, чтобы наша модель могла более точно предсказывать солнечные батареи, чем меньше потери, тем более точная модель обучается.Во время обработки мы следили за параметрами обучения модели и статистикой на тензорной доске и внимательно отслеживали потери в графике обучения. Этот график показывает коэффициент потерь модели во время обучения, и это услуга, предоставляемая TensorFlow для визуализации статистики для точной и надежной модели. После этого мы получили нашу обученную модель машинного обучения из замороженного графа вывода (.pb), который мы сохранил его для будущего использования.

Текущая статистика на тензорной плате

Шаг 4. Оценка модели машинного обучения

Теперь, когда модель машинного обучения была обучена и импортирована в формате интерфейса замороженного графа.Теперь нам нужен скрипт Python, который может давать прогнозы для новых изображений с использованием модели, обученной на предыдущем шаге. Сформулированный нами скрипт Python принимает label.pbtxt, frozen_inference_graph.pb и тестовое изображение в качестве входных параметров. label.pbtxt содержит количество меток, на которых была обучена наша модель, а frozen_inference_graph.pb содержит обученную модель. На выходе мы получаем изображение со всеми отмеченными метками.

Шаг 5: Улучшение обученной модели машинного обучения

Мы можем еще больше повысить точность нашей модели, обновив набор обучающих данных с большим количеством вариаций и повторно обучив нашу модель машинного обучения, чтобы мы могли получить более точную и надежную модель, которая является способен обнаруживать солнечную панель в любых условиях.

ОБРАЗЕЦ ПРОГНОЗОВ ПО МОДЕЛИ ОБНАРУЖЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ -:

Крыша — отмечена желтой рамкой

Панель солнечных батарей — отмечена зеленой рамкой

Панели солнечных батарей и крыша обнаружены обученной моделью Солнечные панели и крыша обнаружены обученным Модель Солнечные панели и крыша, обнаруженные обученной моделью Крыша, обнаруженная обученной моделью, поскольку солнечных панелей нет

Теперь наш алгоритм готов к обнаружению солнечных панелей.

Я внес эту обученную модель в репозиторий моделей Labellerr, и команда Labellerr интегрировала ее в свой инструмент, поэтому, если вы не хотите снова выполнять всю эту тяжелую работу, просто зарегистрируйтесь на Labellerr и выберите Geo-пространственный datatype, а затем вы можете просто использовать его оттуда и интегрировать в свой проект.Надеюсь, это поможет 🙂

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ

1. Google Static Maps API — для получения спутниковых изображений
2. Labellerr — Чтобы легко пометить необходимые изображения и ускорить процесс.
3. TensorFlow — для обучения модели и выполнения прогнозов.
4. OpenCV — для предварительной обработки изображений и создания их формата, подходящего для перехода к этапу обучения.

Стек технологий

ОБО МНЕ -:

В душе я программист; от разработки сложного крупномасштабного программного обеспечения до небольших хакатонов по выходным.В моей повседневной жизни я занимаюсь компьютерной инженерией в Институте информации и технологий Thapar TIET. Я выбрал компьютерное зрение в качестве факультатива, так как у меня возник интерес к технологиям обработки лица, объектов и изображений. Я создал этот проект во время стажировки в области науки о данных в Eduwaive Foundation, Чандигарх, Индия.
Свяжитесь со мной в LinkedIn

Ученые из Стэнфорда определяют местонахождение почти всех солнечных панелей в США, применяя машинное обучение к миллиарду спутниковых изображений

19 декабря 2018 г.

Исследователи из Стэнфорда определили местоположение и размеры GPS почти всех U.С. Установки солнечной энергии из миллиарда изображений. Используя данные, которые являются общедоступными, они определили факторы, которые способствуют использованию солнечной энергии, и факторы, препятствующие этому.

Марк Голден

Информация о том, какие американцы установили солнечные панели на своих крышах и почему они это сделали, было бы чрезвычайно полезно для управления меняющимся U.S. электроэнергетическая система и понимание препятствий на пути более широкого использования возобновляемых ресурсов. Но до сих пор все, что было доступно, это, по сути, оценки.

Ученые из Стэнфорда нашли и проанализировали 1,47 миллиона солнечных крышных установок в Соединенных Штатах, что намного больше, чем обычно предполагалось. (Изображение предоставлено Getty Images)

Чтобы получить точные цифры, ученые Стэнфордского университета проанализировали более миллиарда спутниковых изображений с высоким разрешением с помощью алгоритма машинного обучения и идентифицировали почти все солнечные электростанции в 48 штатах.Результаты описаны в статье, опубликованной 19 декабря в номере Joule . Данные публично доступны на сайте проекта.

Анализ выявил 1,47 миллиона установок, что намного выше, чем любой из двух широко признанных оценок. Ученые также интегрировали данные переписи населения США и другие данные со своим солнечным каталогом, чтобы определить факторы, приводящие к внедрению солнечной энергии.

«Мы можем использовать последние достижения в области машинного обучения, чтобы узнать, где находятся все эти активы, что было огромным вопросом, и получить представление о том, куда движется сеть и как мы можем помочь сделать ее более выгодной», — сказал Рам Раджагопал, адъюнкт-профессор гражданской и экологической инженерии, который руководил проектом вместе с Аруном Маджумдаром, профессором машиностроения.

Кто идет на солнечную батарею

Данные группы могут быть полезны коммунальным предприятиям, регулирующим органам, продавцам солнечных панелей и другим лицам. Знание того, сколько солнечных панелей находится в районе, может помочь сбалансировать спрос и предложение на местном рынке электроэнергии, что является залогом надежности. В инвентаре указаны активаторы и препятствия для использования солнечной энергии. Например, исследователи обнаружили, что доход домохозяйства очень важен, но только до определенной степени. Доходы выше 150 000 долларов в год быстро перестают играть большую роль в принятии решений людьми.

С другой стороны, домохозяйства с низким и средним доходом не часто устанавливают солнечные системы, даже если они живут в районах, где это было бы выгодно в долгосрочной перспективе. Например, в районах с большим количеством солнечного света и относительно высокими тарифами на электроэнергию экономия на счетах за коммунальные услуги превысит ежемесячную стоимость оборудования. Авторы подозревают, что препятствием для домохозяйств с низким и средним доходом являются первоначальные затраты. Этот вывод показывает, что установщики солнечных батарей могут разработать новые финансовые модели для удовлетворения неудовлетворенного спроса.

Чтобы учесть социально-экономические факторы, члены группы использовали общедоступные данные для переписных листов США. Эти участки в среднем охватывают около 1700 домашних хозяйств каждый, что составляет примерно половину размера почтового индекса и около 4 процентов типичного округа США. Они откопали и другие самородки. Например, как только проникновение солнечного света в окрестности достигает определенного уровня, оно начинает взлетать, что неудивительно. Но если в данном районе наблюдается сильное неравенство доходов, этот активатор часто не включается.Используя географические данные, команда также обнаружила значительный порог количества солнечного света, необходимого для данной области, чтобы вызвать принятие.

«Мы нашли некоторые идеи, но это лишь верхушка айсберга того, что, по нашему мнению, могут раскрыть другие исследователи, коммунальные предприятия, разработчики солнечной энергии и политики», — сказал Маджумдар. «Мы делаем это общедоступным, чтобы другие находили схемы развертывания солнечных батарей и строили экономические и поведенческие модели».

Поиск панелей

Команда обучила программу машинного обучения DeepSolar распознавать солнечные панели, предоставив ей около 370 000 изображений, каждое размером около 100 на 100 футов.Каждое изображение было помечено как имеющее или не имеющее солнечной панели. Благодаря этому DeepSolar научился определять особенности, связанные с солнечными панелями, например цвет, текстуру и размер.

«На самом деле мы не сообщаем машине, какая визуальная характеристика важна», — сказал Цзяфан Ю, докторант в области электротехники, который создал систему вместе с Чжэчэн Ван, докторантом в области гражданского строительства и защиты окружающей среды. «Все это нужно выучить на машине».

В конце концов DeepSolar смог правильно идентифицировать изображение как содержащее солнечные батареи в 93 процентах случаев и пропустило около 10 процентов изображений, на которых действительно присутствовали солнечные установки.Авторы отчета отмечают, что по обоим показателям DeepSolar более точен, чем предыдущие модели.

Затем группа попросила DeepSolar проанализировать миллиард спутниковых изображений, чтобы найти солнечные установки — работа, на выполнение которой существующие технологии потребовали бы годы. Благодаря новаторской эффективности DeepSolar справился со своей задачей за месяц.

Полученная база данных содержит не только солнечные установки в жилых домах, но и на крышах предприятий, а также многие крупные солнечные электростанции, принадлежащие коммунальным предприятиям.Однако ученые заставили DeepSolar пропускать самые малонаселенные районы, потому что очень вероятно, что в зданиях в этих сельских районах либо нет солнечных панелей, либо они есть, но не подключены к электросети. Ученые подсчитали на основе своих данных, что 5 процентов жилых и коммерческих солнечных установок существуют на неосвещенных территориях.

«Достижения в технологии машинного обучения были потрясающими, — сказал Ван. «Но готовые системы часто необходимо адаптировать к конкретному проекту, а это требует опыта в теме проекта.Мы с Цзяфаном сосредоточены на использовании технологий для возобновляемых источников энергии ».

В дальнейшем исследователи планируют расширить базу данных DeepSolar, включив в нее солнечные установки в сельских районах и других странах со спутниковыми изображениями с высоким разрешением. Они также намереваются добавить функции для расчета угла и ориентации солнечной установки, которые могут точно оценить ее выработку электроэнергии. Измерение размера DeepSolar на данный момент является лишь косвенным показателем потенциального результата.

Группа планирует обновить U.База данных С. ежегодно пополняется новыми космическими снимками. В конечном итоге эта информация может быть использована в усилиях по оптимизации региональных электроэнергетических систем США, включая проект Раджагопала и Ю, призванный помочь коммунальным предприятиям визуализировать и анализировать распределенные энергоресурсы.

Чтобы читать все статьи о Стэнфордской науке, подпишитесь на еженедельный выпуск Stanford Science Digest.

Маджумдар также является содиректором Энергетического института прекурта Стэнфордского университета. Раджагопал — старший научный сотрудник института и руководит Стэнфордской лабораторией устойчивых систем.

Финансирование поступило от стипендии State Grid в рамках инициативы Stanford Energy Bits & Watts и от междисциплинарной стипендии для аспирантов Стэнфордского университета.

-30-

(PDF) Об обнаружении солнечных панелей методами обработки изображений

Реферат. В этой статье предлагается решение, основанное на компьютерном зрении

, для обнаружения солнечных панелей на изображениях. Он основан на

определении вектора признаков, который характеризует части

изображений, которые могут быть получены с помощью стандартной камеры и

без ограничений по освещению.Предложение было применено к набору

изображений, сделанных на действующей фотоэлектрической установке, и полученные результаты

демонстрируют его достоверность и надежность. Эти результаты

предназначены для использования на более поздних этапах процедуры

оптимизации энергоэффективности.

I.! ВВЕДЕНИЕ

Как известно, солнечная энергия является одним из наиболее важных и

наиболее чистых источников возобновляемой энергии.Существует

нескольких способов использования солнечной энергии, которые можно примерно разделить на

на пассивные и активные. Основное различие между ними

заключается в том, используют ли они механические или электрические устройства

или нет для преобразования солнечного тепла или света в другую форму полезной энергии

. Фотоэлектрические системы (PV) — это пример активных систем

. Фотоэлектрические устройства вырабатывают электричество непосредственно из солнечного света

посредством электронного процесса, который происходит непосредственно в полупроводниках

, известный как фотоэлектрический эффект.

Типичная фотоэлектрическая система использует солнечные панели, которые

могут быть установлены либо в фиксированном положении, либо на трекерах, которые

следуют за солнцем по небу. В настоящее время трекеры используются в большинстве операционных систем

, чтобы минимизировать угол падения

между падающим солнечным светом и фотоэлектрической панелью

. Это увеличивает количество энергии

, произведенной из фиксированного количества установленной мощности, генерируя мощность

.

Существует два типа систем слежения за солнцем [1]: системы с замкнутым контуром

и с открытым контуром. В системах с обратной связью ориентация

солнечной панели контролируется с помощью системы управления с обратной связью

[2]. Предложение Wei et al. [3]

использует датчики изображения для обнаружения самой яркой области неба

и направляет фотоэлектрическую панель перпендикулярно солнцу в

в реальном времени. Во втором типе, системах с разомкнутым контуром, ориентация солнечного трекера

устанавливается путем применения алгоритма положения солнечного

[4].В этом случае

не сможет определить, достигнута ли желаемая позиция или нет.

Могут возникнуть ошибки в ориентации солнечного трекера, которые

приводят к потерям при производстве электроэнергии. Рис. 1

* Эта работа была поддержана фондами FEDER (программа

Operativo FEDER de Extremadura 2014-2020) через грант «Ayuda a

Grupos de Investigación» (ref. GR15178) Хунты де Эстремадура и по

Gobierno de Extremadura и Fondo Social Europeo (исх.PCJ100402).

Сантьяго Саламанка находится с Escuela de Ingenierías Industriales,

University of Extremadura, Avda. de Elvas s / n, 06006 Бадахос, Испания

(телефон: +34924289300; факс: +34924289601; электронная почта: [email protected]).

Пилар Мерчан работает в Escuela de Ingenierías Industriales, Университет

в Эстремадуре, Авда. de Elvas s / n, 06006 Бадахос, Испания (электронная почта:

[email protected]).

Иван Гарсия работает в Escuela de Ingenierías Industriales, Университет

Эстремадура, Avda.de Elvas s / n, 06006 Бадахос, Испания (электронная почта:

[email protected]).

показывает внешний вид солнечной электростанции, в которой большинство солнечных трекеров

неправильно направлено. Хотя системы с обратной связью

обладают преимуществами в отслеживании солнца, в настоящее время большинство установленных систем

представляют собой солнечные трекеры с открытым контуром.

На энергоэффективность этих установок

может влиять множество факторов.Многие из них контролируются

с использованием специальных измерительных устройств, таких как датчики температуры

, датчики освещенности, датчики тока и т. Д. Однако

есть другие факторы, оценка которых нетривиальна, и использование

других методов является непростым. необходимо. В основном это факторы

, связанные с неправильной работой фотоэлектрических панелей, такие как

эффект горячей точки или появление теней на пластинах

.В этой области, особенно при обнаружении горячих точек, рабочая процедура

с использованием термографических камер полностью определена и может использоваться в фотоэлектрических установках [5].

Однако процесс обнаружения выполняется вручную, поэтому

обычно является медленной и дорогостоящей процедурой. Недавно были опубликованы некоторые работы

, в которых для преодоления этой ситуации

используются дроны [6].

С другой стороны, ориентация солнечного трекера

является фундаментальным аспектом для правильного производства энергии

солнечными трекерами.Этот последний пункт является конечной целью нашего исследования

, которое сосредоточено на обнаружении и мониторинге ориентации

солнечных трекеров на действующей солнечной электростанции,

автоматически и в режиме реального времени, для создания отчетов, которые могут быть

используется сервисными службами заводов. Работа

, представленная в этой статье, составляет начальный этап.

Здесь мы предлагаем метод обнаружения солнечных панелей на

изображениях работающих фотоэлектрических установок, снятых стандартными камерами

и без особых условий освещения.Обнаружение

стационарных объектов переднего плана привлекло внимание

многих исследователей за последние десятилетия, и, следовательно,

недавно было предложено много новых идей, пытаясь

достичь высокого качества обнаружения в сложных сценариях с помощью

минимальное количество ошибок при обнаружении при сохранении ограничений в реальном времени.

Cuevas et al. [7] предоставляют полный обзор

наиболее подходящих подходов для обнаружения всех видов стационарных

объектов переднего плана.Наше предложение основано на определении

вектора признаков, который классифицирует пиксели изображения как

, принадлежащие или не принадлежащие солнечной панели. Этот вектор

вычисляется из матрицы совместной встречаемости [8, 9]. Матрица совпадений

была предложена как функция для обнаружения

текстур в изображениях. Фотоэлектрическая пластина, как видно,

, например, на рисунке 4, может рассматриваться как это.

Статистические характеристики [10] обычно определяются из

матриц совместной встречаемости для обнаружения текстур.

Однако в этой работе мы предлагаем геометрическую характеристику

, измеренную на матрице совместной встречаемости, которая занимает меньше времени

, чем предыдущие. Результаты экспериментов

доказывают, что наше предложение подходит для обнаружения солнечных панелей на изображениях

и обеспечивает отправную точку процедуры для мониторинга

солнечных трекеров с целью оптимизации энергоэффективности.К

7 вещей, которые нужно знать перед установкой солнечных батарей на крыше

Елена Елисеева / Shutterstock.com

Елена Елисеева / Shutterstock.com

Новизна солнечной энергии для массового потребителя представляет собой проблему. Например, если вы хотите купить машину, есть множество людей, которые это сделали и могут рассказать вам, как работает этот процесс. Установка солнечных батарей на крышу стоит столько же, сколько стоит машина, но количество опытных покупателей намного меньше.Число клиентов, владеющих солнечной системой на протяжении всего ее жизненного цикла, еще более ограничено.

Кроме того, ставки высоки — в конце концов, это происходит на вашей крыше. «Это большой вопрос. Это тот, где вы не можете сказать: «Что ж, если я сделаю ошибку, в следующий раз я буду знать лучше», — говорит Джейн Вайсман, президент и генеральный директор некоммерческого Межгосударственного совета по возобновляемым источникам энергии, который только что выпустил контрольный список потребителей и другие ресурсы для солнечных батарей на крыше.

Стоимость солнечной энергии продолжает падать, а количество установок продолжает расти, поэтому CityLab решила побеседовать с некоторыми экспертами по солнечной энергии, чтобы рассказать читателям о наиболее важных вопросах, которые следует рассмотреть, прежде чем переходить на солнечную энергию.

1. Есть ли у вас крыша, на которую можно установить солнечные батареи?

Это очень важно. Если ваша крыша находится в тени большую часть дня в течение года, у нее может не быть достаточно подходящего «солнечного окна», чтобы оправдать затраты на панели.Это то, что вам нужно оценить, прежде чем двигаться дальше. Если ваша крыша не срезана или вы не можете позвонить, потому что снимаете квартиру или живете в многоквартирном доме, , вам не нужно полностью отказываться от солнечной энергии. Вместо того, чтобы устанавливать свои собственные панели, обратите внимание на общие или общественные солнечные батареи. Такой подход позволяет множеству разных клиентов покупать долю в солнечной установке и получать кредиты на свои счета за электроэнергию.

Больше из

Если у вас есть подходящая для работы крыша, освещенная солнцем, говорит Вайсман, убедитесь, что она в хорошем состоянии с точки зрения конструкции.В наши дни на солнечные установки может предоставляться гарантия сроком от 20 до 25 лет. Если ваша крыша будет нуждаться в ремонте через несколько лет, будет проще позаботиться об этом, прежде чем массив поднимется. Таким образом, вам не придется тратить дополнительное время и деньги на отключение панелей во время ремонта крыши и их повторную установку после ремонта. Пока вы занимаетесь этим, убедитесь, что вы не нарушите каких-либо соглашений ассоциации домовладельцев, которые запрещают использование солнечной энергии на крышах по эстетическим причинам.

Наконец, представьте себе будущее вашего двора.Если крыша сейчас свободна, но вы только что посадили вокруг своего участка целый ряд зеленых дубов, через несколько лет вы можете столкнуться с неприятностями. Будьте готовы обрезать листву, чтобы панели оставались чистыми.

Если ваша крыша выглядит так, вам нужно поработать, прежде чем вы сможете установить солнечные батареи.

Питер Гуделла / Shutterstock.com

2. Сделали ли вы все возможное для повышения эффективности?

Количество солнечной энергии, которое вам необходимо произвести, зависит от того, сколько вы потребляете, поэтому имеет смысл максимально сократить потребление, прежде чем платить за все эти панели.Начните с энергоаудита и ищите повышения эффективности, прежде чем составлять чертежи.

3. Какой вид солнечной энергии имеет смысл?

Две доминирующие солнечные технологии на выбор — это фотоэлектрическая, которая использует массивы ячеек для преобразования солнечного света в электричество, и тепловая, которая использует солнечный свет для нагрева воды или воздуха для использования внутри. Если в вашем доме для отопления используется много энергии или вы живете там, где топливо для отопления дорогое по сравнению с электричеством, инвестиции в солнечную тепловую энергию могут окупиться еще раньше, — говорит инженер Тимоти Вильгельм, который координирует программу электрических технологий и преподает установку солнечных батарей в Общественный колледж Канкаки в Иллинойсе.Но, добавляет он, солнечная энергия в домах встречается реже, поэтому найти квалифицированного установщика будет сложнее.

4. Как подключиться к сети?

Детали различаются в зависимости от того, где вы живете, но принцип заключается в том, что каждый раз, когда вы подключаетесь к коммунальному предприятию, приходится разбираться с множеством логистических вопросов. Вы должны платить комиссию? Сколько времени нужно, чтобы у утилиты вас подключили? После того, как вы подключитесь, как и когда вам будет начислена вырабатываемая вами электроэнергия?

Последний относится к нетто-счетчикам, практике, при которой коммунальные предприятия возмещают расходы на солнечную батарею на крышах по той же ставке, по которой они взимают с пользователей плату за электроэнергию.Это политически опасная территория: некоторые штаты, такие как Невада, приняли политику, согласно которой коммунальные предприятия платят меньше за излишки солнечной энергии, что затрудняет возмещение затрат на установку. Чтобы получить удобный путеводитель по каждому штату, ознакомьтесь с этой солнечной оценочной картой.

5. Заслуживает ли доверия ваш установщик?

Это применимо всякий раз, когда вы нанимаете кого-то, кто войдет в ваш дом, но солнечная энергия сочетает в себе логистику проекта улучшения дома с рисками, связанными с электромонтажными работами. Полномочия и рекомендации особенно важны.«Вы бы не наняли электрика, который никогда не выполнял электромонтажные работы, чтобы войти в ваш дом и что-то изменить, », — говорит Келли Ларсон, электротехнический подрядчик из Калифорнии с 20-летним опытом установки солнечных батарей. В частности, ищите аккредитацию Североамериканского совета сертифицированных специалистов по энергетике (NABCEP). А это большие расходы, поэтому не бойтесь получить несколько разных котировок, прежде чем подписывать контракт.

Это сложнее предсказать, но в идеале вам нужна компания, которая будет работать на протяжении всего срока службы вашей установки.По словам Ларсона, поскольку в солнечных элементах нет движущихся частей, они, как правило, не требуют особого обслуживания. Тем не менее, если что-то действительно перестанет работать в течение гарантийного срока, вы не хотите осознавать, что вашего установщика нет рядом, чтобы это исправить.

Не подписывайте этот контракт, если в нем не указаны все детали владения и финансирования!

NuOilSuwannar / Shutterstock.com

6. Взять в лизинг или купить?

Каждому домохозяйству необходимо будет провести собственный анализ затрат и выгод на этом базовом компромиссе.Покупка собственной системы стоит дороже, но приносит большие дивиденды; лизинг позволяет получить доступ к более дешевой электроэнергии с небольшими затратами или вообще без денег, но преимущества более ограничены. Если вы арендуете, компания, с которой вы заключаете договор, владеет системой, и вы платите им определенную ставку за электроэнергию; когда срок аренды истечет, они могут забрать систему. Когда вы являетесь владельцем системы, она может работать на вас еще долго после того, как окупит стоимость покупки. Обязательно сравните общую стоимость жизненного цикла аренды и сопоставьте экономию с преимуществами, которые вы получите от владения.

В своем финансовом анализе имейте в виду, что панели могут работать десятилетиями, говорит Вильгельм, но другое электронное оборудование в системе, такое как инвертор мощности, имеет более короткий срок службы. Не забудьте учесть замену этих других компонентов системы при составлении бюджета проекта.

7. Что вы должны указать в своем контракте?

В контракте, который вы подписываете, должны быть прописаны все детали финансирования, владения и ожидаемых результатов. Кроме того, поскольку эти системы могут включать в себя устройства с подключением к Интернету, вам следует проверить, собирает ли кто-нибудь данные о производстве и использовании энергии в вашем доме и у кого есть к ним доступ.

Об этом нужно помнить. IREC собрал некоторые дополнительные ресурсы, в которых подробно рассказывается. В случае сомнений не делайте этого в одиночку, говорит Вайсман: «Если вы не получаете ответов, которые вам нужны, то, вероятно, лучше всего обратиться за консультацией к юристу».

Изображение вверху: Елена Елисеева / Shutterstock.com

Прежде чем оказаться здесь, он находится на терминале Bloomberg.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Для большинства домов в Калифорнии солнечные батареи не помогут при отключении электроэнергии.Вот почему.

В Калифорнии больше солнечной энергии, чем в любом другом штате. В штате более миллиона домов, вырабатывающих электричество от солнца.

Тем не менее, большинство из этих солнечных панелей на крышах мало помогли домовладельцам во время отключения электроэнергии на прошлой неделе, когда почти 800 000 клиентов в 35 округах в северной и центральной Калифорнии потеряли электричество из-за отключения Pacific Gas & Electric из-за высокого риска пожара.

Причина их неэффективности в том, что большинство панелей работают только тогда, когда клиент подключен к электросети.Они автоматически отключаются во время перебоев в работе, если они не подключены к системе хранения солнечных батарей, которой большинство клиентов не владеет.

Почему панели отключаются? Безопасность, по словам представителей отрасли.

«Наши солнечные инверторы обязательно должны отключаться», — сказала Одри Ли, вице-президент по энергетическим услугам национальной солнечной компании Sunrun. «И это потому, что в случае отключения электроэнергии мы не хотели бы, чтобы энергия от солнечной батареи возвращалась в сеть.Если бы в этой сети работал служащий коммунального предприятия, эта обратная мощность была бы для них очень опасной ».

Ли добавил, что для подачи электроэнергии в ваш дом во время отключения электроэнергии «действительно нужно иметь правильное оборудование, а для этого нужна батарея».

Вот как работают системы, подключенные к батарее, во время отключения электричества: солнечная энергия питает дом в течение дня, а любой избыток энергии используется для зарядки батареи. Согласно статье USA Today, аккумулятор можно использовать ночью или при отключении электросети.

Аккумуляторная батарея стоит несколько тысяч долларов сверх стоимости панелей. У SMUD есть ресурс, который позволяет клиентам оценить затраты на добавление резервного аккумулятора в солнечную систему.

Начиная со следующего года, новый закон требует, чтобы все новые дома в Калифорнии были оснащены солнечными батареями. Покупатели жилья смогут либо оплатить солнечные панели напрямую, либо сдать их в аренду, либо заключить договор купли-продажи электроэнергии с застройщиками.

---

Следуйте за нами, чтобы узнать больше подобных историй

---

CapRadio обеспечивает надежный источник новостей благодаря вам. Как некоммерческая организация, пожертвования от таких людей, как вы, поддерживают журналистику, которая позволяет нам открывать для себя истории, важные для нашей аудитории.