פאנלים סולאריים: תכונות של שימוש בפאנלים לבית פרטי

לאחרונה חלה עלייה יוצאת דופן בפופולריות של מקורות אנרגיה חלופיים. ואם לפני כמה שנים רכישת פאנלים סולאריים לבית פרטי נחשבה למותרות לא ידועות, כיום עיצובים כאלה מופיעים על בתים כפריים וקוטג'ים רבים. מנקודת מבט של חיסכון, אמינות וקלות תחזוקה, פאנלים סולאריים הם פתרון משתלם ביותר.

מידע כללי

הסיבה לפופולריות של פאנלים סולאריים לבית פרטי ברורה וטמונה ביכולת להפחית את עלויות האנרגיה ולספק לחצרים מקור ידידותי לסביבה של תמיכת חיים. עם זאת, אתה צריך לדעתאיך לצייד כראוי מערכת כזו וכמה זה יעלה.

השימוש באנרגיה סולארית לייצור חשמל אינו נחשב למשהו חדשני. במשך כמה עשורים, אנשים באירופה, אמריקה ואוסטרליה השתמשו באופן פעיל בחום כדי לענות על צורכי החשמל היומיומיים שלהם. עם זאת, באזורים הצפוניים, שבהם פעילות השמש אינה גבוהה כמו בדרום, הפאנלים לא זכו לפופולריות רחבה. בשל כך, באזור כזה, התקנת סוללות נחשבת כאפשרות נוספת או גיבוי לאספקת אנרגיה.

העיקרון של הפקת אנרגיה מאור השמש מבוסס על אינטראקציה של קרניים אולטרה סגולות עם אספנים או סוללות. המתקן אוסף אנרגיה סולארית ולאחר מכן מספק אותה ישירות למכשירי חשמל ביתיים.

עצם העיצוב של הפאנל הסולארי נראה פשוט. החלק המרכזי של הסוללה הוא הפוטו-תא בצד אחד ומנגנון הנעילה בצד השני. אם יש לך כישורים וידע מסוימים, אז אתה יכול לעשות ציוד כזה במו ידיך. עם זאת, הרבה יותר קל ונוח לרכוש פריט מוכן בחנות, במיוחד שמבחר הדגמים וההצעות הוא נרחב מאוד.

כדי להגיע ליעילות מרבית, הפאנלים מונחים על מנגנונים דינמיים הדומים למערכת מעקב (הם יכולים להסתובב לכיוון קרני השמש). המרת אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית מתבצעת בצינורות מיוחדים הממוקמים בתוך המבנה.

באשר למערכות סולאריות, אם כן, בניגוד לפאנלים סולאריים קונבנציונליים, המסוגלים לאגור חשמל, מתקנים אלו מחממים רק את נוזל הקירור. לעתים קרובות הם משמשים לצייד חימום אוטונומי בבתים כפריים וקוטג'ים.

יתרונות וחסרונות

אם בעבר הקרוב, חשמל סולארי הוזכר רק בסרטים עתידניים ונחשב משהו לא אמיתי, היום הוא מיושם באופן פעיל בסידור מקורות תמיכת חיים עבור פרטיים בבית. פאנלים סולאריים מתאפיינים בהמון יתרונות שהופכים אותם לפופולריים וסחירים. בין היתרונות החשובים ביותר:

1. ידידותיות סביבתית מלאה. אנרגיה סולארית נחשבת בטוחה הן לאנשים והן לסביבה. זהו מקור החום הנקי ביותר שאינו פולט חומרים מזיקים לאטמוספירה, אינו פוגע בטבע ובדיירי הבית.
2. אוטונומיה ועצמאות מתעריפי חשמל או שינויים כלכליים במדינה.
3. זמינות כללית. כדי להתקין לוחות על גג הבית שלך, אינך צריך לקבל אישורים או לערוך מסמכים רבים.
4. רווחיות. אם בחדר יש מערכת חימום מסורתית, התקנת פאנלים סולאריים יכולה להיות דרך טובה להפחית את עלויות החימום והמים החמים.

עם זאת, בנוסף ליתרונות, למקורות אנרגיה כאלה יש גם חסרונות. אלה כוללים את העלות הגבוהה של הציוד, ההתקנה והתחזוקה של המערכת. כדי לקבוע את היעילות של הפאנלים, אתה צריך לפקח עליהם במשך 3 שנים (בתנאי שאנרגיה סולארית נוצרת באופן פעיל ורציף).

הבעלים של מבנים כאלה הופכים להיות תלויים במיקום הגיאוגרפי ובתנאי מזג האוויר, מכיוון שככל שמבחינים בפעילות סולארית פחות באזורם, כך היעילות של הציוד תהיה נמוכה יותר. בעת שימוש בלוחות, יש צורך לצייד מקורות אנרגיה גיבוי מראש, למשל, דודי גז או דלק מוצק. מערכת סולארית יכולה לשמש כחלופה טובה.

כדי להשיג פרודוקטיביות גבוהה, חשוב לפקח כל הזמן על בריאות האספנים, לנקות אותם מפסולת טכנית, וגם להימנע מהופעת קרח במהלך כפור חמור. אם המערכת מותקנת באזורים עם סבירות גבוהה לכפור לילה, יש להגן עליה בנוסף מפני הקור.

סוגים בסיסיים

לפני שאתה הולך לקנות לוחות ולהתקין אותם על גג הבית שלך, אתה צריך להבין היטב את הביצועים, עקרון הפעולה ותכונות אחרות של הציוד. מנקודת מבט טכנית, הפאנל הוא מערכת אספקת חשמל פוטו-וולטאית ממירה את קרני השמש למקור חשמל ופועלת לפי עקרון החוק הפיזיקלי פוטו אפקט.

במשך מאתיים שנה, מדענים עבדו לשיפור מתקנים כאלה, כך שסוללות מודרניות מציגות תוצאות מצוינות והן פרודוקטיביות ביותר. שיעורי היעילות של פאנלים חדשים נעים בין 1% ל-46%. יתרה מכך, בשוק קיימים עשרות דגמים של ציוד דומה, הנבדלים לא רק במאפיינים הטכניים, אלא גם ביעילותם וביתרונותיהם. נכון להיום, כל סוגי המערכות הסולאריות הקיימות בשוק שייכים לשלוש קבוצות:

1. הקטגוריה הראשונה כוללת מתקנים הפועלים באופן אוטונומי וללא אינטראקציה עם רשת החשמל הריכוזית. הפעולה של לוחות כאלה מבוססת על מעגל משלו, המאפשר לך להפעיל אספקת חשמל ישירה למכשירי חשמל ביתיים. סוללות נטענות מובנות מסוגלות לאגור אנרגיה לזמן רב, הכרחי להתאוששות אספקת חשמל כאשר עוצמת אור השמש יורדת או חריגה מצריכת החשמל רמה מקובלת.
2. הקבוצה השנייה של פאנלים סולאריים מורכבת מ-PVE פתוחים. בתכנון של מערכות כאלה, סוללות אינן מסופקות, בעוד שהן תלויות ברשת אספקת החשמל הכללית. אם רמת הכוח הנצרך אינה עולה על הערך שנוצר, אז הרשת הראשית מנותקת. אחרת, ה-FSE ייסגר והחשמל יסופק על ידי הרשת הראשית. נציגי הקטגוריה השנייה מאופיינים באמינות מרבית, עלות נמוכה וזמינות.
3. הקטגוריה השלישית של תאים סולאריים כוללת מערכות משולבות. הם משלבים את המאפיינים של שני הסוגים הקודמים, מה שמבטיח שיעור יעילות גבוה ופותח נכס נוסף - האנרגיה הנותרת שנוצרת או מאוחסנת על ידי הפאנל מועברת לרשת הראשית וניתנת לשימוש מסחרי מטרות.

סידור חימום

אין זה סוד כי פאנלים סולאריים מודרניים לבית יכולים לשמש לא רק להפעלת מכשירי חשמל ביתיים, אלא גם לצייד מערכת חימום אוטונומית. כדי לתרגם רעיון כזה לחיים האמיתיים, אתה צריך להרכיב מבנה מיוחד עם מיכל אחסון, שבו נוזל הקירור יחומם. ברגע שהנוזל מתחמם לאינדיקטורים מסוימים, הוא יתחיל להסתובב דרך הצינורות ולחמם את החדר. ניתן להשתמש בשלושה סוגים של לוחות לצייד את מערכת החימום:

1. חד גבישי. הם פרוסות דקות של סיליקון טהור שנוצרו מקריסטל מיוחד. מדדי היעילות של מבנים כאלה מגיעים ל-17-18%, והטווח שבין 5 ל-25 מעלות צלזיוס נחשב לטמפרטורה הטובה ביותר לפעולה.
2. רב גבישי. כחומר לייצור משתמשים בצלחות מיוחדות, שנוצרות על ידי קירור נמס הסיליקון. לוחות כאלה נוצרים באמצעות טכנולוגיה פשוטה מעט, אבל היעילות שלהם היא רק 12%.
3. גָלוּם. השם השני הוא סרט. לוחות כאלה מיוצרים באמצעות שלב אידוי, וכתוצאה מכך מתנחל עיבוי סיליקון על בסיס פולימרי גמיש, והופך את המבנה לפוטו-תא. בשל העלות הנמוכה שלהם, דגמים אמורפיים מבוקשים מאוד, אך מדדי הביצועים שלהם אינם עולים על 7%.

בעת הסדרת מערכת חימום באזור הצפון, רצוי להשתמש במערכות חד גבישיות. ולמרות שהמחיר שלהם לא יכול להיקרא נמוך, הוא מוצדק על ידי פרודוקטיביות ועמידות טובים יותר.

אלמנטים חיצוניים סופגים ביעילות קרניים אולטרה סגולות, ואז מתרכזים את האנרגיה המשתחררת לנשא מיוחד. תא חד-גבישי אחד מסוגל לאחסן כ-100-250 וואט של אנרגיה, ופאנל שלם, התופס שטח של 25-30 מ"ר, משרת באופן חופשי בניין מגורים שלם. אם המשימה היא להכין את מערכת החימום, אז האנרגיה נדרשת פי 2-3 יותר.

מהפך יכול לשמש כממיר DC/DC, כי ציוד חימום וכל מכשירי החשמל הביתיים פועלים רק מזרם חילופין.

יעילות השימוש

כדי לא לחשוב אם רכישת לוחות לבית מצדיקה את עצמה, רצוי לערוך מיד את הפריסה האופטימלית של כאלה מבנים ולבחור את הסוג המתאים ביותר, בהנחיית תנאים גיאוגרפיים, יכולות פיננסיות וקריטריונים נוספים בְּחִירָה. אם כבר יש פאנל פרודוקטיבי עם גנרטור על הגג, המשרת בצורה מושלמת מכשירי חשמל ביתיים ו פותר את הבעיה של אספקת מים חמים, אז זה לא הגיוני להוציא הרבה כסף על רכישת עוד כזה מערכות.

במקום זאת, תוכלו להסתדר עם ממירים פוטו-וולטאיים במחירים נוחים, למשל לוחות סיליקון עם מקדם יעילות של עד 23-25%. מכשיר חימום מחובר בנוסף להתקנה, ככלל, דוד עם חיווט הפצה.

הארגון הנכון של המערכת הסולארית בבית פרטי הוא ערובה לחידוש מהיר ובמחיר סביר של צרכי הצרכן לחימום ואספקת מים חמים. ברוב המקרים, ניתן לזהות את ההתקנה המוצלחת של סוללות לפי המראה של מבנה הגג - הוא יתמלא לחלוטין בלוחות. יתר על כן, לפעמים יש צורך להקים מבנים עומדים נוספים, כי ייתכן ששטח הגג לא יספיק.

חישובים וסקירת גורמים

למרבה הצער, אפילו החישובים המתמטיים הקפדניים ביותר אינם מאפשרים לקבוע במדויק את כמות האנרגיה הנדרשת ואת ערכת ההתקנה של המערכת. מכשולים וגורמים שונים יכולים להשפיע על הביצועים של ציוד כזה. ביניהם:

1. מזג אוויר. המספר המדויק של ימי שמש בשנה אינו ידוע, כי גם באזורים הדרומיים ביותר יש מזג אוויר מעונן ממושך. בצפון, בדרך כלל, אי אפשר לחזות גורם כזה.
2. אי סדירות באספקת החשמל. בחורף, אורך שעות האור באזורי הצפון קצר מאוד. המשמעות היא שאחוז ניכר מהאנרגיה המופקת מושקע על תאורה. ופעילות סולארית בפרק זמן כזה היא די חסרת משמעות.
3. תקלות ותקלות זמניות. לרוע המזל, כמו כל מכשיר טכני אחר, פאנלים סולאריים עלולים להיכשל ולאבד את פוטנציאל העבודה שלהם. זה מוסבר על ידי נזק לחלקים בודדים, מגעים ומשטחי הגנה.

בהתחשב בגורמים כאלה, אנו יכולים לומר כי ניתן לקבוע את היעילות של פאנלים סולאריים לבית רק לאחר פרק זמן מסוים. באופן אידיאלי, זה לוקח שנה אחת, אבל בפועל זה לוקח לפחות שלוש. לפני שתחליט לקנות ציוד כזה, עליך לשקול היטב את היתרונות והחסרונות, להתייעץ עם מומחה ולהעריך את הרווחיות של ההחלטה שלך.