Pannelli solari: cos'è, la storia della sua origine, di cosa sono fatti, come funzionano?

Principio di funzionamento

La progettazione di molte celle solari è basata sul principio che sono, in senso fisico, convertitori fotovoltaici. L'effetto generatore di potenza si manifesta al posto della giunzione “p - n”.

Per concentrare l'energia solare in sé, i semiconduttori sono realizzati sotto forma di pannelli. Per questo motivo, queste strutture hanno ricevuto lo stesso nome, indipendentemente dalla loro forma (flessibile o statica): pannelli solari.

Qual è il principio dei pannelli solari e dei sistemi basati su di essi? Il pannello include 2 lastre di selce con proprietà distinguibili l'una dall'altra. Il processo di generazione di elettricità è il seguente:

1. L'esposizione alla luce solare sul primo porta ad una mancanza di elettroni.
2. Quando esposto alla seconda piastra, riceve un eccesso di elettroni.
3. Le strisce di rame, che conducono corrente, sono collegate alle piastre.
4. Le strisce sono collegate a convertitori di tensione con batterie incorporate.

La base è costituita da wafer di silicio. Ma per utilizzare questa struttura come un gruppo di continuità (e non solo durante il solstizio), ad essa sono collegate batterie non economiche (con il loro aiuto, gli oggetti collegati alla rete consumano energia di notte).

Nell'industria, la struttura per l'assorbimento dell'energia solare è costituita da più celle fotovoltaiche laminate collegate tra loro e poste su un supporto flessibile o rigido.

L'efficienza della struttura viene calcolata in base all'applicazione di vari fattori. I principali sono la purezza del silicio coinvolto e il posizionamento dei cristalli.

Il processo di purificazione del silicio è piuttosto complicato e non è facile disporre i cristalli in un'unica direzione. La complessità dei processi responsabili dell'aumento dell'efficienza si traduce in un prezzo elevato per tali apparecchiature.

I pannelli solari sono una direzione promettente nel settore energetico, quindi miliardi di dollari vengono investiti nella ricerca di nuovi progetti in questo settore. La conversione FV aumenta ogni trimestre a causa della manipolazione di conduttori ed elementi strutturali. Allo stesso tempo, non solo il silicio può essere preso come base.

Come funziona la batteria solare

Due strati di silicio con proprietà fisiche differenti formano una lastra sottile. Lo strato interno è di silicio puro monocristallino con conduttività di tipo p, che è ricoperto all'esterno da uno strato di silicio "contaminato". Questa può essere, ad esempio, un'impurità di fosforo. Ha una conduttività di tipo n. Il lato posteriore della piastra è ricoperto da uno strato di metallo solido.

Nel telaio, le fotocellule sono fissate in modo tale da poter essere sostituite in caso di guasto. L'intera struttura è rivestita in vetro temperato o plastica, che la protegge dagli effetti negativi di fattori esterni.

Tipi di convertitori fotovoltaici

Nell'industria esiste una classificazione delle celle solari in base al tipo di dispositivo e allo strato fotovoltaico utilizzato.

Per dispositivo si dividono in:

• pannelli da elementi flessibili, sono flessibili;
• pannelli realizzati con elementi rigidi.

Quando si distribuiscono i pannelli, vengono spesso utilizzati quelli flessibili a film sottile. Vengono posati sulla superficie, ignorando alcuni elementi irregolari, il che rende questo tipo di dispositivo più versatile.

In base al tipo di strato fotovoltaico per la successiva conversione energetica, i pannelli si suddividono in:

1. Silicio (monocristallino, policristallino, amorfo).
2. Tellurio - cadmio.
3. Polimerico.
4. Organico.
5. Arsenide - gallio.
6. Seleniuro di indio - rame - gallio.

Sebbene ci siano molte varietà, i pannelli solari al silicio e al tellurio-cadmio fanno la parte del leone nel fatturato dei consumatori. Questi due tipi vengono scelti per il rapporto efficienza / prezzo.

Dispositivo a batteria solare e principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di una cella solare è l'effetto fotovoltaico o l'effetto dei semiconduttori. È la capacità di convertire i raggi del sole in corrente elettrica.
Il più efficiente di tutti i semiconduttori conosciuti è il silicio. Lo strato / piastra superiore è costituito da esso (n-layer (-) e p-layer ()).

Il lavoro della struttura inizia con il fatto che la luce solare entra nelle fotocellule. I wafer di silicio si riscaldano e gli elettroni iniziano a essere rilasciati, che vengono catturati dagli atomi del wafer inferiore. Quindi gli elettroni vengono inviati lungo i conduttori alle batterie e quindi tornano di nuovo in cima.

Dispositivo a celle solari:

1. Corpo pannello - per il fissaggio della struttura.

2. Unità di conversione - celle solari al silicio (pannello solare). Converti i raggi del sole in corrente. Connettiti in modo parallelo-seriale. Ciò contribuisce ad ottenere la massima potenza e tensione nella rete.

3. Batterie - principale e di riserva. Accumula corrente elettrica. La batteria principale fornisce immediatamente corrente alla casa e la batteria di backup salva una risorsa e si accende quando la tensione scende.

4. Dispositivi aggiuntivi - controller, diodi. I supervisori monitorano il livello di carica della batteria. I diodi proteggono dal surriscaldamento.

Spesso, di fronte alla necessità di installare pannelli solari, una persona chiede informazioni sulla fattibilità di un'impresa. Perché nella maggior parte dei casi la percentuale di giornate soleggiate è notevolmente inferiore all'analogo valore di nuvoloso.

Un rapporto simile è tipico per le regioni della zona centrale e il clima delle regioni settentrionali è caratterizzato da un numero ancora maggiore di giorni nuvolosi.

Il numero insufficiente di giorni di sole è direttamente correlato all'efficienza dei dispositivi che elaborano l'energia del luminare terrestre. Di conseguenza, la penetrazione della luce solare sulla superficie della batteria è ridotta. Questo processo è chiamato insolazione.

I pannelli solari possono essere utilizzati negli impianti di riscaldamento come fornitore di mezzo di riscaldamento o energia per alimentare gli apparecchi

La sua essenza sta nel fatto che qualsiasi aereo, indipendentemente dal suo scopo, assume una certa quantità di energia solare. Nelle regioni meridionali, questa quantità è naturalmente più alta, il che rende più rilevante l'installazione di pannelli solari.

Tuttavia, come dimostra la pratica, il mercato delle apparecchiature tecnologiche nel campo della sintesi dell'energia solare migliora costantemente i propri prodotti, pertanto le moderne celle solari nei pannelli solari funzionano perfettamente anche in zone con un basso livello di irraggiamento.

Distribuzione dell'attività solare sull'esempio di una mappa della Russia. Un coefficiente più alto è tipico delle regioni meridionali ()

I pannelli solari sono considerati una fonte di elettricità molto efficiente ed ecologica. Negli ultimi decenni, questa tecnologia ha guadagnato popolarità in tutto il mondo, motivando molte persone a passare a energie rinnovabili a basso costo. Lo scopo di questo dispositivo è convertire l'energia dei raggi luminosi in corrente elettrica, che può essere utilizzata per alimentare una varietà di dispositivi domestici e industriali.

I governi di molti paesi stanziano somme colossali di fondi di bilancio, sponsorizzando progetti che mirano allo sviluppo di centrali solari. Alcune città fanno pieno uso dell'elettricità dal sole. In Russia, questi dispositivi sono spesso utilizzati per fornire elettricità a case di campagna e private come un'ottima alternativa ai servizi di alimentazione centralizzata.

Come accennato in precedenza, il principio di funzionamento si basa sull'effetto semiconduttore. Il silicio è uno dei semiconduttori più efficienti attualmente conosciuti dall'umanità.

Quando la fotocellula (la piastra di silicio superiore del blocco convertitore) viene riscaldata, gli elettroni vengono rilasciati dagli atomi di silicio, dopodiché vengono catturati dagli atomi della piastra inferiore. Secondo le leggi della fisica, gli elettroni tendono a tornare alla loro posizione originale. Di conseguenza, gli elettroni dalla piastra inferiore si muovono lungo i conduttori (fili di collegamento), rinunciando alla loro energia per caricare le batterie e ritornando alla piastra superiore.

Il dispositivo ad array solare è abbastanza semplice e si compone di diversi componenti:

• Direttamente fotocellule / pannello solare;
• Inverter che converte DC in AC;
• Regolatore del livello di carica della batteria.

Le batterie per pannelli solari dovrebbero essere acquistate tenendo conto delle funzioni necessarie. Immagazzinano e rilasciano elettricità. Lo stoccaggio e il consumo avvengono durante il giorno e di notte la carica accumulata viene consumata solo. Quindi, c'è una fornitura costante e continua di energia.

Sovraccaricare e scaricare la batteria ne ridurrà la vita utile. I regolatori di carica solare sospendono automaticamente l'accumulo di energia nella batteria quando questa ha raggiunto i suoi parametri massimi, e scollegano il carico del dispositivo quando è fortemente scarica.

(Tesla Powerwall - batteria da pannello solare da 7kW - e caricatore da casa per veicoli elettrici)

L'inverter solare in rete è l'elemento di design più importante. Converte l'energia ricevuta dai raggi del sole in corrente alternata di varie potenze. Come convertitore sincrono, combina la tensione di uscita di una corrente elettrica in frequenza e fase con una rete stazionaria.

Le fotocellule possono essere collegate in serie o in parallelo. Quest'ultima opzione aumenta i parametri di potenza, tensione e corrente e permette al dispositivo di funzionare anche se un elemento perde funzionalità. I modelli combinati sono realizzati utilizzando entrambi gli schemi. La durata delle piastre è di circa 25 anni.

Caratteristiche delle celle solari al silicio

La polvere di quarzo è una materia prima per il silicio. C'è molto di questo materiale negli Urali e in Siberia, quindi sono i pannelli solari in silicio che sono e saranno più utilizzati rispetto ad altri sottotipi.

Monocristallo

I wafer monocristallini (mono - Si) contengono un colore bluastro - scuro, distribuito uniformemente su tutto il wafer. Per tali wafer viene utilizzato il silicio più purificato. Più è pulito, maggiore è l'efficienza e il costo più alto dei pannelli solari sul mercato per tali dispositivi.

Vantaggi del cristallo singolo:

1. Massima efficienza - 17-25%.
2. Compattezza: l'uso di un'area più piccola rispetto al policristallo per lo spiegamento di apparecchiature in condizioni di potenza identica.
3. Resistenza all'usura: il funzionamento ininterrotto della generazione di energia senza sostituire i componenti principali è garantito per un quarto di secolo.

Svantaggi:

1. Sensibilità alla polvere e allo sporco: la polvere depositata non consente alle batterie di funzionare con la luce di una lampada e, di conseguenza, riduce l'efficienza.
2. Il prezzo elevato è uguale al periodo di recupero dell'investimento aumentato.

Poiché il mono - Si richiede tempo sereno e luce solare, i pannelli vengono installati in aree aperte e sollevati ad un'altezza. Per quanto riguarda l'area, la preferenza è data alle aree in cui è comune il bel tempo e il numero di giorni di sole è vicino al massimo.

Policristallo

Le lastre policristalline (multi-Si) sono dotate di un colore blu irregolare dovuto ai cristalli multidirezionali. Il silicio non è puro come nel mono-Si utilizzato, quindi l'efficienza è leggermente inferiore, insieme al costo di tali celle solari.

Fatti positivi del policristallo:

1. L'efficienza è del 12-18%.
2. In condizioni meteorologiche sfavorevoli, l'efficienza è migliore di quella del Mono-Si.
3. Il prezzo di questa unità è inferiore e il periodo di recupero dell'investimento è molto inferiore.
4. L'orientamento al sole non è critico, quindi puoi posizionarli sui tetti di vari edifici.
5. Durata del funzionamento: l'efficienza dell'assorbimento di energia e dello stoccaggio dell'elettricità scende al 20% dopo 20 anni di funzionamento continuo.

Svantaggi:

1. L'efficienza è ridotta al 12–18%.
2. Esigente per il posto. Un normale impianto di generazione di energia richiede più spazio per l'installazione rispetto a una batteria a cristallo singolo.

Silicio amorfo

La tecnologia di produzione dei pannelli differisce notevolmente dalle due precedenti. La cottura prevede vapori caldi che scendono sul substrato senza la formazione di cristalli. Allo stesso tempo, viene utilizzato meno materiale di produzione e questo viene preso in considerazione nella determinazione del prezzo.

Benefici:

1. L'efficienza è dell'8-9% nella seconda generazione e fino al 12% nella terza.
2. Alta efficienza con tempo meno soleggiato.
3. Può essere utilizzato su moduli flessibili.
4. L'efficienza delle batterie non diminuisce all'aumentare della temperatura, il che consente loro di essere montate su qualsiasi superficie con una forma non standard.

Lo svantaggio principale può essere considerato un'efficienza inferiore (rispetto ad altri analoghi), e quindi richiede una vasta area per ottenere un rendimento comparabile dall'attrezzatura.

Batteria solare portatile - soprattutto per i turisti

Tutti al giorno d'oggi hanno gadget elettronici. Non il punto che qualcuno ne ha di meno, ma qualcuno di più. Tutti devono essere caricati e questo richiede caricatori. Ma questo problema è particolarmente acuto per coloro che si trovano in luoghi dove non c'è alimentazione elettrica. Gli unici punti vendita sono i pannelli solari. Ma i prezzi per loro rimangono alti e la scelta è piccola. L'opzione migliore, come si crede comunemente, sono i prodotti dell'azienda Goal Zero (sebbene ci siano sia prodotti russi che cinesi - come sempre in dubbio).

Ma si è scoperto che non tutto è male fatto in Cina o in Corea. Particolarmente soddisfatto della società di batterie solari YOLK di Chicago, che ha iniziato la produzione di una carta solare compatta Solar Paper, la più sottile e leggera. Il suo peso è di soli 120 grammi. Ma ci sono anche altri vantaggi: il design modulare consente una maggiore potenza. Il pannello solare è come una scatola di plastica, di dimensioni simili a un iPad, sottile solo la metà. C'è un pannello solare sul lato anteriore. C'è una presa per un laptop e porte USB sulla custodia per il collegamento di altri pannelli solari, oltre a una torcia. All'interno di questa scatola miracolosa ci sono le batterie e la scheda di controllo. Puoi caricare il dispositivo da una presa e allo stesso tempo può essere un telefono e due laptop. Ovviamente il dispositivo viene ricaricato anche dal sole. Non appena la luce lo colpisce, l'indicatore si accende. Sul campo, il pannello solare è semplicemente insostituibile: carica con successo tutti i dispositivi necessari: telefoni più veloci, laptop.

I pannelli solari portatili sono di dimensioni compatte: si presentano anche sotto forma di portachiavi, che possono essere attaccati a qualsiasi cosa. Sono stati sviluppati in modo da poterli portare in una battuta di pesca, in un'escursione, ecc. Devono avere una torcia in modo che di notte si possa illuminare la strada, la tenda, ecc., Supporti che ne facilitano il posizionamento sugli zaini , kayak, tende ... È molto importante che un tale dispositivo abbia una batteria incorporata che consenta di caricare i dispositivi di notte.

Panoramica dei moduli non in silicio

I pannelli solari realizzati con analoghi più costosi raggiungono un coefficiente del 30%; possono essere molte volte più costosi di sistemi simili basati sul silicio. Alcuni di loro hanno ancora un'efficienza inferiore, pur avendo la capacità di lavorare in un ambiente aggressivo.Per la produzione di tali pannelli, viene spesso utilizzato il tellururo di cadmio. Vengono utilizzati anche altri elementi, ma meno spesso.

Elenchiamo i principali vantaggi:

1. Alta efficienza, dal 25 al 35%, con la possibilità di raggiungere, in condizioni relativamente ideali, anche il 40%.
2. Le fotocellule sono stabili anche a temperature fino a 150 ° C.
3. Concentrando la luce del luminare su un piccolo pannello, lo scambiatore di calore ad acqua viene alimentato, producendo vapore, che fa girare la turbina e genera elettricità.

Come abbiamo detto prima, lo svantaggio è il prezzo elevato, ma in alcuni casi sono la soluzione migliore. Ad esempio, nei paesi equatoriali, dove la superficie dei moduli può raggiungere gli 80 ° C.

Istruzioni di installazione per celle solari

Pannelli solari. Abbiamo scritto su come raccoglierli in questo articolo (si aprirà in una nuova finestra). Puoi acquistare un pannello solare già pronto per la tua casa, ma per risparmiare denaro, puoi acquistare celle solari policristalline e assemblare pannelli solari per la tua casa con le tue mani.

Inverter. I pannelli solari generano corrente continua, prossima ai 12 o 24 volt (a seconda del collegamento), l'inverter la converte in corrente alternata 220 V e 50 Hz, dalla quale possono essere alimentati tutti gli elettrodomestici.

Batteria. Anche il loro sistema. L'energia solare non viene prodotta costantemente. Nelle ore di punta può subire un eccesso di offerta e, con l'inizio del crepuscolo, la sua produzione si interrompe del tutto. Le batterie immagazzinano l'elettricità durante le ore diurne e la rilasciano di sera / notte. Come scegliere una batteria per una centrale solare è scritto in questo articolo (si apre in una nuova finestra).

È importante sapere. Non è consigliabile utilizzare normali batterie per auto per questi scopi: diventano inutilizzabili dopo 2-3 anni di funzionamento (sono progettate per una tale durata)

Controller. Fornisce una carica completa della batteria e la protegge dal sovraccarico e dall'ebollizione. Abbiamo scritto su quale controller scegliere in questo articolo (si aprirà in una nuova finestra).

I pannelli solari stanno gradualmente diventando più economici ed efficienti. Ora vengono utilizzati per ricaricare le batterie di lampioni, smartphone, auto elettriche, case private e satelliti nello spazio. Hanno persino iniziato a costruire centrali solari (SPP) a tutti gli effetti con grandi volumi di generazione.

Una batteria solare è composta da tante celle fotovoltaiche (convertitori fotoelettrici FEP) che convertono l'energia dei fotoni del sole in elettricità

Ogni batteria solare è concepita come un blocco di un certo numero di moduli che combinano fotocellule a semiconduttore collegate in serie. Per comprendere i principi del funzionamento di una tale batteria, è necessario comprendere il funzionamento di questo collegamento finale nel dispositivo del pannello solare, creato sulla base di semiconduttori.

Esiste un numero enorme di opzioni FEP da diversi elementi chimici. Tuttavia, la maggior parte di loro sono sviluppi in fase iniziale. Finora, solo i pannelli solari a base di silicio vengono attualmente prodotti su scala industriale.

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I semiconduttori al silicio sono utilizzati nella fabbricazione di celle solari a causa del loro basso costo, non possono vantare un'efficienza particolarmente elevata

Quando i fotoni colpiscono il PVC tra questi strati semiconduttori, a causa della disomogeneità del cristallo, si forma una fotoemf di gate, a seguito della quale si formano una differenza di potenziale e una corrente di elettroni.

Le piastre in silicone delle fotocellule differiscono nella tecnologia di produzione per:

1. Monocristallino.
2. Policristallino.

I primi hanno un'efficienza maggiore, ma il loro costo di produzione è anche superiore a quello dei secondi. Esternamente, un'opzione dall'altra su un pannello solare può essere distinta dalla sua forma.

I PVC monocristallini hanno una struttura omogenea, sono realizzati sotto forma di quadrati con angoli tagliati. Al contrario, gli elementi policristallini hanno una forma rigorosamente quadrata.

I policristalli sono formati dal raffreddamento graduale del silicio fuso. Questo metodo è estremamente semplice, quindi tali fotocellule sono economiche.

Ma la loro produttività in termini di generazione di elettricità dalla luce solare raramente supera il 15%. Ciò è dovuto all '"impurità" dei wafer di silicio risultanti e alla loro struttura interna. Qui, più puro è lo strato di silicio, maggiore è l'efficienza del PVC da esso.

La purezza dei cristalli singoli sotto questo aspetto è molto superiore a quella degli analoghi policristallini. Sono realizzati non da fuso, ma da un solido cristallo di silicio cresciuto artificialmente. Il coefficiente di conversione fotoelettrica di tale PVC raggiunge già il 20-22%.

Le singole fotocellule sono assemblate in un modulo comune su un telaio in alluminio e, per proteggerle dall'alto, sono ricoperte da un vetro resistente, che non interferisce con i raggi del sole.

Quando i raggi del sole cadono sulla fotocellula, in essa si generano coppie elettrone-lacuna di non equilibrio. Gli elettroni in eccesso e i "buchi" vengono parzialmente trasferiti attraverso la giunzione p-n da uno strato semiconduttore a un altro.

Di conseguenza, la tensione appare nel circuito esterno. In questo caso, un polo positivo della sorgente di corrente è formato al contatto dello strato p e un polo negativo allo strato n.

La differenza di potenziale (tensione) tra i contatti della fotocellula appare a causa di un cambiamento nel numero di "buchi" ed elettroni da diversi lati della giunzione p-n a causa dell'irradiazione dello strato n con la luce solare

Le fotocellule collegate a un carico esterno sotto forma di batteria formano con esso un cerchio chiuso. Di conseguenza, il pannello solare funziona come una specie di ruota, lungo la quale le proteine ​​"corrono" insieme agli elettroni. E la batteria ricaricabile si sta caricando gradualmente.

I convertitori fotovoltaici al silicio standard sono celle a giunzione singola. Il flusso di elettroni in essi avviene solo attraverso una giunzione p-n con una zona di questa transizione limitata dall'energia dei fotoni.

Cioè, ciascuna di queste fotocellule è in grado di generare elettricità solo da uno spettro ristretto di radiazione solare. Tutta l'altra energia viene sprecata. Ecco perché l'efficienza di FEP è così bassa.

Al fine di aumentare l'efficienza delle celle solari, gli elementi semiconduttori di silicio per loro hanno recentemente iniziato a essere realizzati a giunzione multipla (cascata). Esistono già diverse transizioni nei nuovi FEP. Inoltre, ognuno di essi in questa cascata è progettato per il proprio spettro di luce solare.

L'efficienza totale di conversione dei fotoni in corrente elettrica in tali fotocellule alla fine aumenta. Ma il loro prezzo è molto più alto. In questo caso, sia facilità di produzione a basso costo e bassa efficienza, sia rendimenti più elevati abbinati a costi elevati.

La batteria solare può funzionare sia in estate che in inverno (ha bisogno di luce, non di calore): minore è la nuvolosità e più il sole splende, più il pannello solare genererà corrente elettrica

Di conseguenza, lo stesso modello di batteria solare genera meno corrente con il calore che con il freddo. Le fotocellule mostrano la massima efficienza in una limpida giornata invernale. Ci sono due fattori qui: molto sole e raffreddamento naturale.

Inoltre, se la neve cade sul pannello, continuerà comunque a generare elettricità. Inoltre, i fiocchi di neve non avranno nemmeno il tempo di sdraiarsi su di esso, sciogliendosi per il calore delle fotocellule riscaldate.

I pannelli appartenenti alla classe "flat" sono desiderabili per essere installati nella stagione estiva, quando il livello di insolazione è più elevato. Questa sarà l'opzione migliore per il rapporto tra prezzo ed energia ricevuta, il che significa che l'acquisto di tali collettori solari giustificherà pienamente tutti i fondi spesi.

In un modo o nell'altro, il potenziale energetico dell'apparecchiatura ne consente l'utilizzo nella fornitura di acqua calda e negli impianti di riscaldamento.

Il processo di conversione dell'energia è estremamente sensibile alle temperature estreme. Questo dovrebbe essere preso in considerazione durante l'installazione.Il primo passo è assicurarsi che l'abitazione sia completamente isolata, altrimenti potrebbero verificarsi guasti imprevisti nel funzionamento del sistema.

L'impianto di riscaldamento con pannelli solari è un circuito chiuso attraversato da un liquido di raffreddamento

Per ogni regione, esiste un'opzione di installazione ottimale per le apparecchiature. Il calcolo si basa sul grado di insolazione stessa. Secondo le regole di utilizzo, il collettore deve essere posizionato in modo che l'angolo di incidenza della luce solare sulla sua superficie sia di 90 °.

Solo in questo caso verrà massimizzata l'efficienza del sistema. È possibile ottenere una precisione assoluta durante l'installazione dei pannelli misurando la latitudine dell'area.

Un fattore importante sarà la direzione in cui sono posizionati i pannelli. A causa del fatto che il livello di potenza più alto viene raggiunto principalmente nelle ore centrali della giornata, vale la pena orientare i pannelli in direzione sud. Sono consentite alcune deviazioni durante il processo di installazione, in direzione est o ovest, ma non troppo.

Inoltre, spesso si verifica una diminuzione dell'efficienza quando le ombre degli alberi colpiscono il pannello del collettore. In inverno, si consiglia di aumentare l'angolo di inclinazione dei pannelli solari, questo migliorerà il livello di prestazioni del sistema.

L'efficienza dei collettori dipende principalmente dall'angolo del pannello rispetto alla superficie orizzontale. Per un assorbimento ottimale della luce, si consiglia di mantenere l'inclinazione intorno ai 45 °.

L'angolo di inclinazione ottimale del pannello solare dipende dalla stagione. Va bene se il dispositivo è dotato di un dispositivo per la correzione dell'angolo

L'azimut deve essere mantenuto a 0 ° (diretto sud). Sono ammesse alcune deviazioni di 30-40 ° per una migliore insolazione. Per aumentare la rigidità, c'è uno speciale. strutture in alluminio.

Questo è principalmente tipico per l'installazione di collettori su un tetto inclinato. Impediranno cambiamenti nei parametri impostati dovuti alle condizioni meteorologiche e la rapida velocità di installazione, utilizzando ganci e profili di fissaggio, farà risparmiare tempo.

Nella prima fase vengono installati tutti i componenti di riscaldamento: caldaie, compressori, conduttori di calore, ecc. Per comodità, si consiglia di posizionare gli elementi del sistema in un luogo facilmente accessibile. Durante l'installazione del vaso di espansione tenere presente che non ci sono ostacoli tra esso ed i collettori.

La temperatura all'interno del serbatoio viene misurata con un sensore di temperatura. Dovrebbe essere attaccato al fondo del serbatoio.

Il prossimo passo sarà l'organizzazione del sistema di ventilazione. Durante l'installazione del circuito, è necessario creare un'uscita dell'aria in uscita dal vaso di espansione. La soluzione migliore sarebbe portare le comunicazioni sul tetto. Ciò contribuirà alla regolazione delle perdite di carico all'interno dell'impianto di riscaldamento.

I pannelli solari fanno parte del sistema di riscaldamento, che deve comprendere anche caldaie, pompe centrifughe, tubazioni, ecc.

Batterie ai polimeri e organiche

I moduli basati su polimeri e materiali organici si sono diffusi negli ultimi 10 anni, sono creati sotto forma di strutture di film, il cui spessore raramente supera 1 mm. La loro efficienza è vicina al 15% e il loro costo è molte volte inferiore rispetto alle loro controparti cristalline.

Benefici:

1. Basso costo di produzione.
2. Formato flessibile (rotolo).

Lo svantaggio dei pannelli realizzati con questi materiali è la diminuzione dell'efficienza su una lunga distanza. Ma questo problema è ancora oggetto di ricerca e la produzione viene costantemente modernizzata per eliminare gli svantaggi che possono manifestarsi nella generazione esistente di questo tipo di batteria in 5-10 anni.

Corpo e vetro

I pannelli solari per la casa hanno un involucro in alluminio. Questo metallo non si corrode, con una forza sufficiente ha una piccola massa. Un corpo normale dovrebbe essere assemblato da un profilo in cui sono presenti almeno due irrigidimenti. Inoltre, il vetro deve essere inserito in una scanalatura speciale e non fissato dall'alto. Questi sono tutti segni di qualità normale.

Non dovrebbe esserci alcun riflesso sul case

Anche quando si sceglie un pannello solare, prestare attenzione al vetro. Nelle batterie normali, è strutturato piuttosto che liscio. Al tatto - ruvido, se tieni le unghie, puoi sentire un fruscio. Inoltre, deve avere un rivestimento di alta qualità che riduca al minimo l'abbagliamento. Ciò significa che nulla dovrebbe riflettersi in esso. Se i riflessi degli oggetti circostanti sono visibili almeno da qualsiasi angolazione, è meglio trovare un altro pannello.

Come fare la scelta giusta?

Per i proprietari di case che si trovano nel continente europeo, la scelta è abbastanza semplice: si tratta di un policristallo o di un monocristallo di silicio. Allo stesso tempo, con aree limitate, vale la pena fare una scelta a favore dei pannelli monocristallini e, in assenza di tali restrizioni, a favore delle batterie policristalline. Quando si sceglie un produttore, i parametri tecnici delle apparecchiature e i sistemi aggiuntivi, vale la pena contattare le aziende che si occupano sia della vendita che dell'installazione di kit. Tieni presente che, indipendentemente dal produttore, è improbabile che la qualità dei sistemi dei produttori "migliori" differisca, quindi non lasciarti ingannare studiando la politica dei prezzi.

Se decidi di ordinare l'installazione chiavi in ​​mano di un "parco solare", tieni presente che i pannelli stessi nel pacchetto di tali servizi richiederanno solo 1/3 del costo totale e il rimborso si avvicinerà a circa:

1. Una scelta economica ma efficace saranno i pannelli di Amerisolar, il modello policristallino si chiama AS-6P30 280W, ha una dimensione di 1640x992 mm e produce, rispettivamente, 280 watt di potenza. L'efficienza del modulo è del 17,4%. Tra gli svantaggi: la garanzia è di soli 2 anni. Ma il costo è di ∼7 mila rubli.
2. Il modulo RS 280 POLY della Runda cinese avrà una capacità simile, il costo è ancora più basso: circa 6 mila rubli.
3. Se lo spazio è limitato, prestare attenzione al prodotto di LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, l'efficienza è del 19,1%, e con dimensioni 1960x992 mm otteniamo 375 W di energia in uscita. Il costo di una tale batteria sarà di circa 10 mila rubli.
4. Un'altra opzione efficace con dimensioni inferiori, 1686x1016 mm, sarà un nuovo prodotto di LG - NeOn 340 W. "Non lui" vanta un'efficienza del 19,8%, ma non può vantare un costo, sarà più della metà superiore al precedente campione - circa 16 mila rubli ...
5. Per chi vuole rivolgere la propria attenzione al segmento premium, l'azienda taiwanese BenQ ha lanciato sul mercato il modulo monocristallino SunForte PM096B00 333W, che produce 333 W di potenza in uscita, avente un'efficienza nominale del 20,4% con dimensioni di 1559x1046 mm. . Questo modulo ha ricevuto un costo impressionante di quasi 35 mila rubli.

Video. Come calcolare la quantità di pannelli solari richiesta per la tua casa

Il video mostra chiaramente la procedura per il calcolo dell'area dei pannelli solari per una casa privata. Utile per chi vuole tenere in considerazione tutti i costi di realizzazione di un sistema di alimentazione solare autonomo già in fase di progettazione.

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Una buona cella solare da 12 volt dovrebbe avere 36 celle e una batteria da 24 volt dovrebbe avere 72 fotocellule. Questa quantità è ottimale. Con meno fotocellule, non otterrai mai la corrente dichiarata. E questa è l'opzione migliore.

Non acquistare doppi pannelli solari: rispettivamente 72 e 144 celle. In primo luogo, sono molto grandi, il che è scomodo per il trasporto. In secondo luogo, a temperature anormalmente basse, che abbiamo periodicamente, sono i primi a fallire. Il fatto è che il film di laminazione diminuisce notevolmente di dimensioni durante il gelo.

Il pannello solare 4V ha 7 elementi

Secondo fattore. I pannelli di grandi dimensioni dovrebbero avere più spessore della cassa e del vetro. Dopotutto, aumentano i carichi di vento e neve. Ma questo non è sempre fatto, poiché il prezzo aumenta in modo significativo.Se vedi un pannello doppio e il prezzo è inferiore ai due "normali", è meglio cercare qualcos'altro.

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Ancora una volta: la scelta migliore è un pannello solare da 12 volt per la tua casa, composto da 36 celle solari. Questa è l'opzione migliore, dimostrata dalla pratica.

Perché l'efficienza è così importante?

L'efficienza acquista grande importanza quando si calcola l'area che è possibile utilizzare per un sistema di pannelli solari. Con dimensioni comparabili dei moduli descritti da Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 metri quadrati) e NeOn 340 W da LG (1,71 metri quadrati), la differenza di potenza per metro quadrato in uscita sarà del 15,6%. Da un lato questo potrebbe non sembrare molto efficace, vista la differenza di prezzo più che doppia, ma in caso di spazio limitato o di un ambiente più aggressivo, potrebbe spostare la vostra scelta a favore di questo noto produttore.

La maggiore efficienza sottolinea non solo l'efficienza della tecnologia di produzione, ma anche i materiali di qualità utilizzati nella fabbricazione. Questo può influire sulla vita dei dispositivi, sulla resistenza dei pannelli al cosiddetto degrado. Non dimenticare anche gli obblighi di garanzia del produttore. Con uffici di rappresentanza e servizi di garanzia in quasi tutti gli angoli del mondo, LG potrà vantare un approccio più fedele ai clienti e l'adempimento dei propri obblighi.

Specifiche: cosa cercare

I pannelli solari certificati indicano sempre la corrente e la tensione di esercizio, nonché la tensione a circuito aperto e la corrente di cortocircuito. Va tenuto presente che tutti i parametri sono generalmente indicati per una temperatura di 25 ° C. In una giornata di sole sul tetto, la batteria si riscalda fino a temperature ben al di sopra di questa cifra. Questo spiega la tensione di esercizio più alta.

Un esempio delle caratteristiche tecniche dei pannelli solari per una casa

Prestare attenzione anche alla tensione del circuito aperto. Nelle batterie normali, è di circa 22 V. E tutto andrebbe bene, ma se si eseguono lavori sull'attrezzatura senza scollegare i pannelli solari, la tensione a circuito aperto danneggerà l'inverter o altre apparecchiature collegate che non sono progettate per tale voltaggio.

Di cosa sono fatti i pannelli solari?

La struttura è un sistema di elementi interconnessi, nella cui struttura viene utilizzato il principio dell'effetto fotoelettrico. A seconda del produttore e del tipo di installazione, i kit di pannelli solari già pronti per una casa privata contengono i seguenti componenti:

1. Materiale semiconduttore situato sotto il vetro temperato. È costituito da due strati di materiali con diversa conduttività. Alcuni hanno un eccesso di elettroni, mentre l'altro ha una carenza. Sono separati da un sottile strato dell'elemento per resistere alla miscelazione.
2. Alimentazione elettrica.
3. Una batteria che immagazzina e immagazzina energia.
4. Regolatore di carica del pannello solare.
5. Convertitore inverter.
6. Regolatore di tensione.
7. Cavi di collegamento.

Come funziona un pannello solare?

In precedenza, le celle solari venivano utilizzate solo nello spazio come principale fonte di energia per i satelliti. Attualmente, i pannelli solari sono sempre più inclusi nelle nostre vite, ma poche persone sanno come funzionano. Vale la pena scoprire come avviene la conversione dei raggi in elettricità. Senza complicati dettagli tecnologici, il principio di un pannello solare per una casa è descritto come segue:

1. Ci sono celle fotovoltaiche, costituite da materiale semiconduttore, imballate in un telaio comune.
2. Quando i raggi colpiscono la loro superficie, si riscaldano, assorbendo parzialmente energia e quindi rilasciando elettroni all'interno.
3. Con l'aiuto di un campo elettrico, gli elettroni liberi si muovono in una certa direzione, che forma una corrente.
4. Viaggia lungo i fili di rame che ricoprono la batteria e viaggia direttamente a destinazione.Può essere un dispositivo elettronico o una batteria che immagazzina corrente.