Солнечные батареи

Что нужно знать при покупке солнечной батареи

Монокристаллические (от слова монолит -целый кристалл) батареи более эффективные, чем поликристаллические и тем более чем аморфные (плёночные). КПД монокристаллических модулей доходит до 25%, а поликристаллических модулей КПД не более 15%.

В нашей стране уже большая часть населения знает, что такое солнечные батареи (солнечные модули), но чем монокристаллическая батарея лучше, чем поликристаллическая — практически никто не знает. При покупке основная масса покупателей смотрит на мощность батареи и сравнивают у разных фирм цену одинаковой мощности батареи, не учитывая, что дешевле конечно, будет поликристаллический или мульти-кристаллический модуль, т.к. его сырьё менее качественное и срок службы такого модуля меньше. На производителя тоже, конечно, внимание не обращают, потому что не знают фирм лидеров в этой области и думают — куплю солнечные батареи подешевле, но не гонитесь за дешевизной, т.к. вы совершаете покупку не на один год

У монокристаллического модуля (батареи), каждая ячейка состоит из цельного монокристалла кремния лучшие модули изготавливаются с этим типом клеток. Они являются наиболее эффективными в любых условиях. Они стоят дороже, чем остальные, но это оправдывает себя. Первые монокристаллы солнечных батарей сделаны Bell Labs в 1950-х все ещё производят электричество! PV-эффект (процесс преобразования световой энергии в электрическую) был открыт в 1954 году, когда ученые обнаружили, что кремний (основа песка) создаёт электрическую энергию, когда его освещают солнечным светом.

У поликристаллического модуля (multi crystal) каждая ячейка (клетка), состоит из множества кристаллов. В России в основном торгуют такими модулями, потому что они дешевле и работают нормально.

Аморфные модули – их клетки выращиваются без кристаллов вообще. Они хороши для туристов потому что могут сгибаться.

Все продавцы хвалят своего производителя, и чтобы продажа солнечных батарей шла хорошо умалчивают, что если это российские модули — то они делают только сборку, а все комплектующие везут из Китая и чтобы на солнечные батареи цена была низкая — берут дешевые поликристаллические пластины кремния. Поэтому солнечные батареи для дома цена которых низка – не всегда оправдываются в будущем.

Купить солнечные батареи — это только начало, но позже покупатели поли (мульти) кристаллических батарей выяснят, что они работают не со всеми контроллерами (только с МРРТ), что оказывается КПД производительность у них хуже и в пасмурную погоду они хуже заряжают аккумуляторы, чем монокристаллические модули, т.к. напряжение у поликристаллического модуля менее 40В, а у монокристаллического 48В. И как всегда получается — сначала радуемся, что сэкономили и вроде купили хорошие солнечные батареи для дачи, а потом удивляемся, почему они плохо работают.

Чтобы купить солнечные батареи для дома — позвоните нам и получите квалифицированную консультацию.

Сравнительная таблица (информация взята с зарубежных сайтов)

Для выбора качественных Солнечных модулей необходимо обратить внимание на следующие:

1. Кто производитель, если указан завод производитель и есть его адрес (сайт) – это очень хорошо!
2. Если производитель Российская компания или указан Российский Бренд и вы не можете найти где у них производство, значит производство расположено скорее всего в Китае или Тайвани. Производитель делает Солнечные модули под заказ Российской фирмы и клеит этикетки Российской компании – это очень плохо, крупный производитель не будет на своих производственных мощностях выпускать свой товар под другим брендом, только если это не качественный товар или не раскрученный производитель.
3. Если производитель Русский завод - это хорошо, только нужно понимать, что комплектующие они везут из Китая и качество может быть разное, второй недостаток Солнечных модулей Российского производства – это цена.

Вам также будет интересно:

Советы при выборе солнечных батарей (модулей)

 Сравнительные данные стоимости, окупаемости солнечной системы и бензогенератора для работы поилки для животных.

Расчет сделан из ходя из технических данных:
1. Период эксплуатации водяного насоса с мая по октябрь.
2. Время работы водяного насоса 10 часов.
3. Мощность погружного водяного насоса 200Вт. SFBP2-G3000-01 24 вольта
4. Тариф для физических лиц 3,5 руб. за 1кВт*ч
5. Мощность генератора 0,8кВт*ч

1 вариант. Солнечная система.

Водная часть:

Для расчета солнечной системы будем использовать монокристаллические солнечные модули. Монокристаллические элементы имеют наивысшую эффективность преобразования энергии. Основной материал изготовления - крайне чистый кремний. Кремниевый монокристалл растет на семени, которое медленно вытягивается из кремниевого расплава. Стержни, полученные таким путем, режутся на части толщиной от 0,2 до 0,4 мм. Монокристаллические (от слова монолит -целый кристалл) батареи более эффективные, чем поликристаллические и, тем более чем аморфные (плёночные). КПД монокристаллических модулей доходит до 25%, а поликристаллических модулей КПД не более 15%. Эксплуатационный срок превышает 25 лет, и в течение срока службы потери энергии составляют менее 20%. Для средней полосы России и особенно Московской области, где много пасмурных дней важно, чтобы у модуля было высокое напряжение, и чтобы при падении напряжения, когда Солнце за тучами, напряжение на солнечных модулях было больше напряжения на аккумуляторах – в этом случае зарядка аккумуляторов будет продолжаться. Самое высокое напряжение на солнечных модулях 200 Вт и 320Вт, значит нужно выбирать из них. Если солнечный модуль мощность 200Вт – это не значит, что он постоянно выдает 200Вт энергии.
Максимальная мощность солнечного модуля (которая указана на этикетки) будет только тогда, когда солнечные лучи падают на поверхность солнечного модуля под углом 90 градусов, т.е. перпендикулярно) в солнечную погоду. Так как Солнце постоянно движется угол солнечных лучей меняется и эффективность солнечного модуля снижается даже в солнечную погоду. На широте Москвы летний ясный солнечный день поступает примерно 1кВт/час солнечной энергии на 1 метр квадратный. Солнечный модуль 200Вт – 1,2 кв. метра. Но он не вырабатывает постоянно 1кВт/час энергии, т.к. уже говорилось выше солнечные лучи в течении всего светового дня не попадают на модуль под прямым углом. Из ходя из этого практика показала, если солнечные модули установлены правильно максимум 200 Вт модуль летом выдает 1 кВт, а зимой 200Вт за световой день (в декабре в 8 раз меньше, чем в июне – 125Вт за световой день). Летом при нагревании солнечного модуля происходит снижение рабочего напряжения. Температурный коэффициент: -0,49 %/ºС. Это означает, что при повышении температуры от 25ºС до 55ºС, модули потеряют только 14,7%. Чем ниже значение температурного коэффициента модуля -тем больше энергии будет выдавать солнечный модуль при нагревании.
Расчет:
Общее потреблении энергии насосом (НВт):
Нвт = Wн х Вр = 200Вт х 10 ч = 2000Вт, где
Wн – мощность насоса
Вр – время работы насоса.
Из ходя из потребляемой мощности насоса 2кВт*ч за 10 часов, подбираем солнечный модуль.
Солнечный модуль 320Вт может произвести за световой день, как показала практика в июне месяце, при условии погода ясная, 1,6кВт*ч (за световой день). В декабре месяце будет выработка электроэнергии примерно до 0,2 кВт*ч/сутки за световой день, т.к. солнечный день зимний в два раза короче летнего и кроме того солнечная радиация (Инсоля́ция) в декабре месяце в 8 раз меньше, чем в июне. На земную поверхность поступает от солнца на 1кв. метр 1кВ*ч энергии – это максимальное значение, а реально около 700Вт. Солнечный модуль 320Вт имеет площадь 1,95 кв. метра. Получается примерно 1365Вт или 1,4кВт*ч поступает на солнечный модуль солнечной энергии, но КПД солнечного модуля 17%, значит мы используем от Солнца только примерно 230 Вт*ч. Максимальная выработка электроэнергии от Солнечных модулей будет только в тот момент, когда солнечные лучи падают под прямым углом на солнечный модуль. Поэтому летом солнечные модули устанавливают по 45 градусов, а зимой под 65-70 градусов. Так как Солнце не стоит на месте, а движется по горизонту, угол падения солнечных лучей в течении светового дня будет манятся. Ниже приведен график выработки электроэнергии Солнечным модулем ФСМ 320 моно за световой день 22 июня (самый длинный световой день 17 часов):

Выработка электроэнергии солнечным модулем ФСМ 320М за световой день 22 сентябре в 2 раза меньше, чем в июне месяце, см. таблицу:

Выбираем Солнечный модуль:

Так как в техническом задании период эксплуатации с мая по октябрь необходимо делать расчет на самый мало вырабатываемый месяц сентябрь. Из ходя из графика за сентябрь месяц, видно, что один солнечный модуль ФСМ 320М в октябре за световой день выработает не более 800 Вт*ч, что в 2 раз меньше, чем в июне месяце.
Согласно техническому заданию, солнечная система должна вырабатывать 2кВт*ч за световой день. Расчет необходимого количества солнечных модулей:
∑PH (2000 Вт) / ∑РСМ (800Вт) = 2,5 шт. СМ, где
∑РН – суммарная мощность насоса в день
∑РСМ – суммарная выработка электроэнергии солнечным модулем в день (октябрь).
Получается нам необходимо 3 шт. солнечных модулей ФСМ320 Вт для стабильной работы в сентябре.
Для работы насоса (24В, 200Вт) от солнечной системы, необходимо следующие оборудование:
1. Солнечные модули.
2. Контроллер заряда аккумуляторов (АКБ) от солнечных модулей.
3. Аккумуляторы
Мы выяснили нам нужно 3 шт СМ по 320Вт, теперь подбираем АКБ. Т.к. на прямую насос нельзя подключать к солнечным модулям, т.к. на солнечных модулях не стабильное напряжение и соответственно и ток. Для правильной работы водяного насоса необходимо его подключать через солнечный контроллер, который будет брать энергию от аккумуляторов и выдавать стабильное напряжение 24В. Нагрузку постоянного тока подключайте обязательно через контроллер, если вы подключите нагрузку на прямую к аккумуляторам, то это может привести к глубокому разряду АКБ, что в очень быстро выведет из строя ваши аккумуляторы. Если нагрузка будет подключена через контроллер, то при глубоком разряде аккумулятора контроллер отключит нагрузку, тем самым сберегая АКБ.

Подбираем аккумулятор:

Технические условия: у водяного насоса ток при работе 8А, пусковой 16А.
Нам необходим Гелиевый аккумулятор, т.к. он циклический, необслуживаемый и имеет из кислотных АКБ наибольшее количество циклов, срок службы при разряде не более 30% , будет от 10 до 12 лет. Количество аккумуляторов должно быть кратное 2-м, т.к. АКБ номинальное напряжение 12 Вольт, а у нас система на 24В. К такому требованию подходит АКБ GX 12-100 2 шт. Максимальный ток заряда такого аккумулятора 30А. С каждого модуля может идти максимальный ток не более 8А, т.к. модули будут подключены на 24В параллельно, максимальный ток с 3-х модулей будет 24А. В 2-х полностью заряженных аккумуляторах 100Ач, при температуре 20 градусов содержится 2,4кВт*ч. (24В х 100Ач), но контроллер не позволит разрядится аккумуляторам более чем на 50%, то есть использовать можно будет не больше чем 1кВт*ч, примерно 40-50% от емкости аккумулятора. Так как насос будет основную часть энергии тратить днем, то энергия преходящая через контроллер на аккумуляторы сразу будет потребляться водяным насосом, а излишки заряжать аккумулятор. Можно поставить как вариант АКБ большей емкостью 200Ач, что даст большой резерв на плохую погоду и в летний период избыточная энергия позволит использовать дополнительное оборудование помимо водяного насоса. Но для расчета мы будем использовать АКБ по 100Ач, чтобы удешевить проект.

Почему не рекомендуем устанавливать автомобильные аккумуляторы в солнечные системы.
Аккумуляторы автомобильные -стартерные.
Этого делать не желательно, потому что автомобильный аккумулятор работает в буферном режиме, т.е. В буферном режиме аккумулятор стоит на постоянной подзарядке и очень редко получает глубокий разряд. Задача автомобильного аккумулятора в течении нескольких секунд выдать большой ток для работы стартера. Подразумевается, что заряд аккумулятора при этом падает незначительно и должен успеть полностью восстановиться в короткий промежуток времени.
При длительных циклах разрядки (в солнечных системах) стартерные аккумуляторы быстро выходят из строя. Водители знают, что если аккумулятор разрядился в ноль несколько раз подряд, то он больше уже не будет нормально работать. Поэтому автомобильные аккумуляторы не годятся для солнечных систем. В циклическом режиме (AGM или GEL) аккумулятор полностью разряжаются и заряжаются, и опять разряжаются. В циклическом режиме аккумулятор не постоянно заряжается и выдерживаю глубокие разряды до 50% (в циклическом до 30%), они могут длительное время отдавать энергию и к тому же они не обслуживаемые в отличии от буферного. В солнечной системе автомобильный аккумулятор проработает не более 1 года.

Подбираем контроллер для заряда аккумуляторов:

У нас три солнечных модуля ФСМ-320Моно, у них ток при работе на нагрузку 8,51 A – это максимальное значение тока модуля. У нас система на 24В и если ставить более дешёвый вариант с контроллером ШИМ, нужно все модули ФСМ-320М соединить параллельно (все плюсы вместе и все минусы от каждого модуля тоже вместе), при таком соединении ток складывается:
8,51А х 3 шт. = 25,5 А (ток одного модуля умножаем на количество СМ).
У контролера максимальный ток должен быть на 10-15% больше, значит нужен контролер на 30А. Например модель: VS3024N. Если Вы планируете постепенно увеличивать количество солнечных модулей, позаботьтесь сразу, что бы контролер был с запасом на планируемое приобретение дополнительного количества солнечных модулей, чтобы не покупать каждый раз новый более мощный.
Можно установить более дорогой контроллер МРРТ. Такие контроллеры используют технологию слежения за точкой максимальной мощности солнечного модуля для получения максимальной мощности от солнечного модуля. Алгоритм отслеживания полностью автоматический. Почти во всех МРРТ технология будет увеличивать ток от солнечного модуля. Например, система выдает 8 А от солнечного модуля в контроллер, далее контроллер преобразует ток 10 А и подает на АКБ до 10 А. Входящая и выходящая мощность будут одинаковая. Контроллер МРРТ подбираем по мощности солнечных модулей. У нас 3 шт. по 320Вт, суммарная мощность 960Вт. Подходит нам: МРРТ Контроллер Tracer-4210RN, его цена 14000 руб., а ШИМ контроллера VS3024N – 9000 руб., разница существенная, но она стоит этих денег. Для расчета будем брать эконом вариантVS3024N.
Первым к контроллеру нужно подключать аккумуляторы. В зависимости как у вас соединены АКБ с них идет разное напряжение - контроллер у которого есть автовыбор напряжение сам настроит свою систему на 12, 24 и 48 В.

На контролере, согласно прилагающей инструкции, нужно выставить емкость АКБ и какие АКБ используются - гелиевые, герметичные или открытого типа. Контроллер реализует ШИМ- режим заряда (широтно-импульсная модуляция). В диапазоне 0-100%, это поможет зарядить аккумулятор быстро и стабильно в любых условиях работы солнечной фотоэлектрической системы.
PWM-заряд использует режим автоматического преобразования скважности импульсов тока, чтобы зарядить аккумулятор. Батарея может быть полностью заряжена безопасно и быстро с импульсным током. Паузы позволяют кислороду и водороду, образующимся в результате химической реакции, сочетаться снова и поглощается. Это позволяет устранить концентрации, поляризации и Ом поляризации естественным образом, и уменьшить внутреннее давление в батарее, так что батарея может поглощать больше энергии. Импульсный зарядный ток оставляет батарее больше времени, чтобы среагировать, что снижает объем газовыделения и позволяет батарее увеличить скорость приёма зарядного тока.

Погружной насос:

погружной насос SFBP2-G3000-01 24 вольта
Описание:
Рабочее напряжение - 24 вольта
1. В алюминиево-пластиковом конструктиве, что позволяет эксплуатировать в жёсткой среде.
2. Малый размер, высокая эффективность, низкое энергопотребление (также в режиме ожидания), небольшой размер
3. Может нести долгосрочную непрерывную работу при перегрузке
4. Ударопрочный корпус из термопластика.
5. Моторы с валами из нержавеющей стали, термопластичные органы
6. Полностью погружной, абсолютно электробезопасен для взрослых и детей
7. Для всех существующих норм безопасности.
8. С водяным охлаждением двигателей для длительного срока эксплуатации.
9. Замок-защёлка фильтра, для легкой установки и чистки фильтра.
10. Не сгорает, если нет воды.
Сферы применения: аквариумы, бассейны, водоёмы, колодцы, фонтаны, системы автономных очистных сооружений (например - ТОПАЗ), ремонтные работы в бассейнах, искусственные водопады, сельскохозяйственное орошение, мытьё полов, чистка ковров, медицина, судостроение, рыбоводство, промышленность, сельское хозяйство, домоводство и т.д.
Среда применения: пресная вода, морская вода, сточные воды, отбор проб воды, системы очистки воды, выбросы вод с судов и т.д.

GPH -галлоны, 1 американский галлон = 3.7 литра
Объем в час = 11100 литров.
Вес с упаковкой (брутто) - 2.37 кг
Вес без упаковки (нетто) - 2.1 кг
Габариты упаковки: 230 мм х 160 мм х 165 мм
Поставщик: Zonhan New Energy (Китай)

Стоимость Солнечной системы за 5 лет:
Наименование Модель Кол-во Цена (руб.) Сумма (руб.) Срок службы (лет)
Солнечный модуль ФСМ 320М 3 23 000 69 000 25-50
Контроллер VS3024N 1 9000 9 000 7-12
Аккумулятор GX 12-100 2 15000 30 000 10-12
Водяной насос SFBP2-G3000-01 24В 1 3600 3 600 5-10
Крепление СМ (без фундамента) С угол регулирования 30-60град. 1 9000 9 000 20-30
Кабель для СМ 6 кв. мм. 20 м 145 2 900 20-30
Коннекторы МС4 и МС4-Y 3 пары 1920 1 920 20-30
Автомат защиты ВА25-29 32А 1 550 550 10-15
Установка 3 СМ 1 25 000 25 000 20
ИТОГО: 150 970 руб. с НДС

Окупаемость Солнечной системы:
Часто покупатели солнечных модулей спрашивают: «Сколько лет будет окупаться установка солнечной электростанции». А сколько лет окупается, предлагаемая нам услуга по энергоснабжению? Очевидно - вообще не окупается. Только с каждым годов вы всё больше и больше тратите денег на электричество.
Если использовать по максимуму солнечную систему из 3-х солнечных модулей согласно
Графика усреднённой выработки энергии за световой день по месяцам:

График средней выработки электроэнергии по месяцам:

Складывая месячную выработку электроэнергии, мы получаем, что Солнечная системы за период с мая по октябрь может выработать 420кВт*ч, но так как идеальных погодных условий не бывает, будем считать, что солнечная системы выработает 350кВт*ч.
Если городская сеть стоит 3 рубля 40 копеек за 1 кВт*ч, то за период с мая по октябрь вы бы заплатили за 350кВт*ч (сезон) - 1190 руб.
Стоимость солнечной установки (за 5 лет) - 150 970 руб. делим на 1190 руб. = 126 сезонов нужно что бы солнечная система окупилась. Если солнечную систему использовать только на работу насоса 2кВт* в день, то за сезон мы потратим 2кВт*ч (в день) х 152 дня = 304кВт*ч (в сезон). От городской сети будут затраты 3, 4 руб. х 304кВт* сезон = 1043 руб. Окупаемость: 150 970 руб. делим на 1043 руб. = 145 сезонов, без учета поднятия цена на электроэнергию.

2 вариант, Генератор:

Рассмотрим экономный вариант: Бензиновый инверторный генератор PRORAB 811 PI.
Бензиновый генератор Prorab 811 PI может работать как на бензине, так и на дизельном топливе.
Генератор инверторный – это более экономная в эксплуатации разновидность бензогенератора или дизель генератора. Инверторные генераторы имеют меньшую массу, отличаются высокой производительностью, а также имеют низкий уровень шума. Удобное расположение крышки топливного бака генератора Prorab 811 PI позволяет быстро дозаправить инструмент. Розетка на передней панели закрыта крышкой, которая защищает ее от влаги, грязи и пыли. Предусмотренная рукоятка специальной формы позволяет с легкостью переносить прибор с одного места на другое. Четыре опорные ножки гарантируют устойчивость на поверхности во время работы.
Характеристики:
Питание: бензин
Объем топливного бака: 2.1 литра
Стартер: ручной
Напряжение переменное/постоянное: 220В/12В
Максимальная мощность: 0.8кВт*ч
Номинальная мощность: 0.7кВт*ч
Мощность: 1.36 л.с.
Средний расход топлива: (г/кВт*час) ≤ 400
Тип двигателя: четырехтактный
Тип двигателя: инвертор

Расход топлива:
3,7 литра х 2кВт*ч = 7,4 литра в день, сезон с мая по октябрь – 5 месяцев по 30 дней, итого 150 дней.
Получается за один сезон будет израсходовано около 1110 литров.
Стоимость Генераторной системы за 5 лет:
Наименование Модель Кол-во Цена (руб.) Сумма (руб.) Срок службы (лет)
Генератор PRORAB 811 1 17 000 17 000 5-10
Бензин А92 5550 л. 34 188 700 -
Водяной насос UNIPUMP SUB 209 P 200Вт 1 3000 3 000 5-10
Тех. Обслуживание Генератор 5 1000 5 000 5
ИТОГО: 213 700 руб. с НДС
*В стоимость затрат на бензин для генератора не включена поправка на ежегодное повышение цен.
Окупаемость:
Городская сеть стоит 3 рубля 40 копеек за 1 кВт*ч, то за период с мая по октябрь вы бы заплатили за 350кВт*ч (сезон) - 1190 руб.
Стоимость генераторной установки (за 5 лет) - 213 700 руб. делим на 1190 руб. = 180 сезонов нужно что бы солнечная система окупилась.
Сравнительная таблица затрат на 5 лет Солнечной системы и Генератора:
Затраты/Окупаемость Солнечная система Генератор
Единовременные затраты 150 970 руб. 20 000 руб.
Затраты за 5 лет эксплуатации нет 188 700 руб.
Затраты на обслуживание нет 5 000 руб..
Затраты за 5 лет 150 970 руб. 213 700 руб.
Окупаемость 145 сезонов 180 сезонов
Срок службы 10 (АКБ) -50 (СМ) лет. 5 лет
Инвестиционной привлекательности низкая низкая
Экологичность Да НЕТ

Вывод:
Солнечная система не рентабельна, ее можно применять, если подключение городской сети выше или равно стоимости солнечной системы, в местах где нет возможности провести электросети, в местах где имеют факт отключения электросети, а нужна стабильная сеть. Самое главное Солнечная система- экологически чистый продукт.
Генераторная система требует меньших единовременных затрат, но более дорогое обслуживание и не экологичная, шумная работа.
Городские сети – минимальный затраты в месяц, не стабильна, не высокое обслуживание в год, низкая стоимость одного кВт*ч.
Использованный в статье материал:
Материал собран на 6 летнем опыте монтажных работа Компанией «Твоё Солнце», которое выполнила более 50 –ти солнечных установок по Московской области. Так же в расчет были взяты данные и технических данных оборудования.
Генеральный директор Компании «Твоё Сол