Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 

 

  • В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов: теория и практика, всё что нужно знать
  • Неисправности светодиодных лент и методы их ремонта
  • Инфракрасные системы отопления и инфракрасные обогреватели
  • Как сделать ветрогенератор своими руками
  • Почему мигают светодиодные лампы после выключения? Виноват выключатель с подсветкой!
  • Как выбрать настольную лампу для работы или учёбы
  • 10 интересных проектов для Arduino
  • Электрик  

    Электрик Инфо » Автономное электроснабжение, Электрообзоры » Характеристики солнечных батарей
    25 июня 2021
    Количество просмотров: 25748
    Комментарии к статье: 5


    Характеристики солнечных батарей

    Солнечные батареи, которые также называют солнечными панелями или солнечными модулями, строятся из отдельных фотоэлектрических преобразователей (так называемых солнечных элементов), которые соединяются друг с другом в последовательные и параллельные цепи, в совокупности работающие как единый источник тока.

    Собственно одна панель может рассматриваться как источник тока. Несколько солнечных панелей образуют автономную солнечную электростанцию, которая может быть малой (если речь идет например о частном доме) или большой (если речь идет о промышленной солнечной электростанции) мощности. Размер солнечной станции зависит от ее назначения и от нужд ее потребителя.

    Характеристики солнечных батарей

    Одна солнечная панель обычно содержит количество элементов кратно 12, а именно: 12, 24, 36, 48, 60 или 72 солнечных элемента. Номинальная мощность одной такой панели обычно лежит в диапазоне от 30 до 350 ватт. Соответственно размер и вес панели тем больше, чем больше ее номинальная мощность.

    Размер солнечных панелей

    На сегодняшний день реальный КПД солнечных батарей, доступных широкому потребителю, лежит в пределах от 17 до 23%. Есть отдельные экземпляры, декларирующие КПД до 24%, но это скорее исключения и преувеличения. Лаборатории по всему миру стремятся разработать солнечные элементы, КПД которых хотя бы приблизился к 30% - это было бы очень хорошим результатом для источника энергии данного типа, если смотреть на вещи реально.

    Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они отличаются надежностью и безопасностью, компактностью и относительной доступностью. Срок их нормальной эксплуатации доходит до 30 лет и даже превышает. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что кремниевые фотоэлектрические элементы со временем деградируют, это выражается в снижении получаемой при полном освещении мощности примерно на 10% от первоначального номинала за каждые 10 лет активной эксплуатации.

    То есть если в 2020 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2040 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

    При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

    Вольт-амперная характеристика солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный тест проводится при солнечной радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

    ВАХ солнечной панели из 72 элементов

    Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc - это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

    Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP - максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД солнечной панели.

    Контроллер заряда с технологией MPPT

    В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

    Андрей Повный





    Поделитесь этой статьей с друзьями:


    Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как устроены и работают солнечные батареи
  • Что такое MPPT-контроллер для заряда солнечных батарей
  • Двусторонние солнечные элементы
  • Контроллеры для солнечных батарей
  • Полимерные солнечные батареи
  • Солнечная черепица Тесла, фотоэлектрическая плитка - Tesla Solar Roof
  • Солнечные батареи с рекордным КПД
  • Солнечные батареи из перовскита
  • Самодельные солнечные батареи и их промышленные аналоги
  • Сверхтонкие многослойные солнечные элементы на основе наноструктурированных ...
  • Категория: Автономное электроснабжение, Электрообзоры

    Солнечная энергия, Солнечные панели, Технические характеристики, Бесперебойное питание, Контроллеры управления, Источники энергии, Фотоэлемент

      Комментарии:

    #1 написал: Антон | [цитировать]

    При выборе солнечных панелей нужно смотреть на следующие характеристики: Мощность в условиях NOCT (PMAX [Вт]) - то есть пиковая мощность в условиях, аналогичных реальным, чем выше ее значение по отношению к пиковой мощности тем лучше. Температурный коэффициент мощности (PMPP [% / K]) - информирует о том, как повышение температуры фотоэлемента влияет на его КПД - чем меньше абсолютное значение этого коэффициента, тем лучше (перед ним стоит знак минус). Ведущие производители солнечных панелей достигают параметров порядка -0,26. В свою очередь, хороший модуль должен достигать параметров от -0,38; до -0,36. Важным определяющим фактором является гарантия линейного падения мощности. Это называется эффект старения, то есть уменьшение пиковой мощности с течением времени. Минимум в настоящее время составляет не менее 80% пиковой мощности после 25 лет эксплуатации установки. С другой стороны, лучшие производители элементов достигают значений 92-94% выходной мощности. Последним, но не менее важным параметром должен быть срок гарантии.

      Комментарии:

    #2 написал: Павел | [цитировать]

    Солнечный элемент - это полупроводниковый элемент, образующий pn переход. Под действием падающего на него солнечного излучения (фотонов) создается электродвижущая сила, потому что электроны перемещаются в область n, при этом дырки в область P. Результатом этого движения зарядов является создание разности потенциалов, то есть электрического тока. Одиночный элемент самого популярного типа, то есть сделанный на основе кремния, дает напряжение всего около 0,5 В. Соединяя их последовательно, мы получаем соответственно более высокое полезное значение. Мы получаем постоянный ток в панелях, а подавляющее большинство бытовой техники питается от переменного тока. Поэтому его нужно обрабатывать, что требует дополнительных устройств (инвертора).

      Комментарии:

    #3 написал: Иван Марков | [цитировать]

    Панели всегда должны быть водонепроницаемыми и воздухонепроницаемыми. Компоненты панели, такие как задний лист, солнечные элементы и слои стекла, должны быть ламинированы в условиях полного вакуума. Однако, если процесс не был проведен должным образом или был непродолжительным, может произойти расслоение. Обычно это место отслаивания ламинированных компонентов и даже образования пузырей и влаги. Влага вызывает коррозию фотоэлектрических панелей, и они выглядят как черные пятна на вашей панели. Обычно он начинается с краев панелей и распространяется повсюду в зависимости от степени тяжести. Коррозия металла на токопроводящих частях может привести к значительному сокращению срока службы. Уменьшение будет происходить в зависимости от размеров более темных областей, которые корродируют. Безрамные фотоэлектрические панели, а также стеклянные панели также могут страдать от коррозии и влаги.

      Комментарии:

    #4 написал: Сергей Серомашенко | [цитировать]

    Мощность панелей уже далеко не 350 Вт))), к сожалению. И тенденция увеличения мощности панели все еще растет. Крайний объект собирали на 540 Вт модулях, при размере 2250х1130 мм. Крайне неудобный монтаж получается. Но, как не крути, снимаемая мощность с 1 кв метра остается примерно на одном уровне + -. На подходе уже модули 600 + Вт. 

      Комментарии:

    #5 написал: Виталий Курочкин | [цитировать]

    Большинство людей ассоциируют солнечную энергию в основном с летними месяцами, высокими температурами и сильным солнечным светом. Но не все знают, что солнечные батареи работают даже зимой. Они используют световую составляющую солнечного света, поэтому для них не проблема вырабатывать электричество, даже если свет рассеивается из-за облаков или в более холодную погоду. С физической точки зрения их производительность даже выше, чем летом. Панели имеют отрицательный температурный коэффициент, что означает, что с понижением температуры их напряжение увеличивается, а значит, и их рабочие характеристики. Однако это явление работает и наоборот, поэтому в жаркие летние дни производительность панелей может снизиться. Эффективность солнечных панелей постепенно снижается с повышением температуры. Фотоэлектрические электростанции наиболее эффективны весной и в горах. В лабораторных условиях панель теряет 10% эффективности при каждом повышении на 25 ° C. Правда в том, что производство намного меньше, чем в солнечные месяцы. Но это неправда, что панели вообще не производят. Солнце светит под меньшим углом, и если панели находятся на обычной крыше семейного дома (угол наклона 30 градусов), солнечный свет будет падать на них под неидеальным углом. Это, однако, не означает, что панели следует ставить под большим углом, потому что тогда летом они будут производить меньше. В общем, зимой панели работают примерно на 20% своей мощности. 

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки

    Copyright © 2009-2021 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Источник иллюстраций: авторские рисунки и фотографии, электрика на стоковых фото