Энергия солнца для освещения дома

Солнечная энергия для дома

Дата публикации: 21 сентября 2018

Солнце является возобновляемым источником энергии, который можно использовать без вреда для человека и окружающей среды. Кроме того, постоянно растущие цены на электроэнергию заставляют задуматься о переходе на альтернативный источник энергии, для которого установка оборудования окупится всего за несколько лет.

Что такое солнечные коллекторы и как они работают?

Прежде чем перейти к рассмотрению устройств, способных преобразовывать солнечную энергию в электрическую, стоит так же обратить внимание на аппараты, при помощи которых можно использовать тепловую солнечную энергию для дома.

Солнечные коллекторы – это устройства, которые посредством нагрева вещества-теплоносителя позволяют передавать тепловую энергию дальше, чтобы нагревать воду. Существует два типа коллекторов:

Считается, что последние более производительны, так как они эффективны в условиях низких температур и благодаря своему устройству могут дольше держать тепло. Потеря тепла у вакуумных коллекторов минимальна – 5%, как раз благодаря вакууму, создаваемому в трубках коллектора. Если сравнивать это устройство с чем-то привычным для нас, то работа трубок в коллекторе схожа с принципом работы обычного термоса.

Солнечные батареи и их разновидности

Если говорить об использовании солнечной энергии для частного дома в целях экономии электроэнергии, то речь пойдет о солнечных батареях. Но в этом случае, не все так просто, потому что на сегодняшний день существует множество видов панелей, существенно отличающихся своей производительностью. А чтобы не сесть в лужу с расчетами выгоды от такого перехода на альтернативную энергию, нужно ознакомиться с разновидностями солнечных панелей, предлагаемых на рынке.

Сегодня, солнечные батареи традиционно разделяют на 2 типа: кремниевые и пленочные. И оба типа панелей представлены множеством видов панелей, отличающихся либо материалом в основе, либо технологией производства.

Из монокристалла кремния – КПД 22%;
Из поликристалла кремния – КПД 18%;
Из аморфного кремния – КПД до 5%.

Из теллурида кадмия – КПД 12%;
Из селенида меди-индия-галлия – КПД 20%;
Из полимеров – КПД до 5%.

Существуют так же панели смешанного типа, которые благодаря смешанной технологии производства, помогают повысить производительность.

Но тот коэффициент полезного действия, который указан в списках выше, действителен только в абсолютно ясные дни. При совокупности слишком многих неблагоприятных условий, установка батарей и такое использование солнечной энергии для дома становится попросту не рентабельно.

Как просчитать, насколько выгодно будет установить солнечные панели?

Кроме коэффициента полезного действия, присущего тому или иному виду батареи, существуют так же другие причины малой производительности батарей. К ним относят:

Облачность;
Нагрев поверхности панелей;
Прямая зависимость количества энергии на выходе от суммарной площади батареи;
Угол падения солнечных лучей на поверхность батареи.

Если 2 и 3 моменты, теоретически, можно решить, то первый и последний можно только учесть в расчетах.

И вот допустим, Вы взялись считать, сколько же мощности будет выдавать солнечная батарея в ясный день, при падении лучей на поверхности модуля под прямым углом. Количество солнечной энергии в ясный день обычно равняется 1000 Вт на м2. Если Вы решили сэкономить и взять панель с меньшей производительностью площадью модуля в 2,5 м2, у Вас выйдет такой расчет:

солнечная энергия (1000 Вт/м2) × КПД (18%) × площадь модуля (2,5 м2) = мощность (450 Вт).

Для расчета мощности всей батареи суммируйте площадь модулей.

Если же брать не идеальные условия для работы батареи – скажем, вечер зимнего облачного дня – то для расчета по формуле выше Вам необходимо узнать так же количество солнечной энергии, которая дойдет до поверхности батареи. Для этого берем солнечную энергию в ясный день, угол падения лучей на поверхность модуля вечером, 60% преобразуемой панелью энергии в условиях облачной погоды. Получаем следующий расчет:

1000 Вт/м2 × sin25̊ × 60% = 252 Вт/м2

Затем, подставляем получившееся число в первую формулу и получаем итоговое количество энергии в 113 Вт.

Солнечная энергия для дома своими руками

Купить панели солнечной энергии для дома в наши дни это дорогое удовольствие, поэтому многие предпочитают мастерить самодельные батареи. Цены на батареи солнечной энергии для дома колеблются в пределах от 45 до 450$, в зависимости от материала изготовления батареи и от ее мощности. Логично, что чем качественнее и производительнее батарея, тем она дороже.

Своими руками сделать солнечную панель выйдет немного дешевле, потому что, если поискать, можно найти более дешевые материалы, из которых изготавливают модули. Из материалов, которые Вам понадобятся можно выделить:

Фотоэлементы.
Оргстекло или другой прозрачный материал, не пропускающий свет в инфракрасном спектре.
Материалы для каркаса панелей.
Материалы для пайки фотоэлементов.
Герметик (например, силиконовый).

Чтобы рассчитать количество материалов, посчитайте, какое количество энергии Вам нужно для полного обеспечения дома электроэнергией и, исходя из этого, рассчитывайте необходимую площадь батареи.

Берем электричество с собой в дорогу
Свет, который всегда при тебе
Солнышко светит – запись идет…
Вода и солнце – день чудесный…

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Окупаются ли солнечные батареи для частного дома

Одним из преимуществ собственного дома является возможность его модификации. В том числе и источниками альтернативной энергии. Солнечные батареи для частного дома – наилучший на данный момент способ обеспечить себя экологичным электричеством.

С чего начать

Подсчет затрат электроэнергии. Для установления необходимой мощности системы солнечных панелей, нужно подсчитать, сколько электричества вы расходуете. Очень многое в этом вопросе зависит от того, используется ли частный дом постоянно или только как дача в определенные сезоны года. Для подсчета возьмите квитанции по оплате за электроэнергию за год и установите общее количество киловатт, затраченных за этот период, затем разделите на 12 (количество месяцев) – вы получите среднемесячный расход электроэнергии.

Расчет среднемесячного расхода потребляемого электричества

Как показывает опыт и отзывы реальных потребителей, в средней полосе России полученный результат необходимо умножить на коэффициент 16, чтобы получить необходимую мощность батарей в Ваттах.

Рассмотрим пример. За год вы потратили 1625 кВт, делим эту цифру на 12 месяцев и умножаем на коэффициент 16 – получается, 2166 Ватт. Т.е. система солнечных батарей будет обеспечивать такой дом, если ее мощность будет не менее 2200 Ватт/час

Где крепить?

Крыша. Закрепление солнечных батарей на крыше – очевидное, но не всегда лучшее решение для частного дома. Направленный на юг скат крыши действительно обеспечивает наилучший результат из стационарных способов крепления солнечных батарей, но на этом варианты не ограничиваются.

При таком закреплении скат крыши должен быть на ЮГ

Стены. Если стена «смотрит» на юг – она отлично подходит для размещения на ней солнечных батарей. Понаблюдайте, не падает ли на стену тень от деревьев, хозяйственных построек, забора, иных объектов. Не размещайте солнечные панели в этих местах.

Желательно также использовать южную стену

Не стоит ставить панели на восточной или западной стенах. Таким образом, в самый интенсивный период светового дня вы будете получать на свои панели только косые лучи, что значительно снижает эффективность системы

Свободное размещение. Самый эффективный вариант размещения солнечных батарей, но требует свободной площади во дворе. При свободном размещении солнечных батарей в частном доме их можно закреплять на шарнирах и таким образом, направляя их поверхность к солнцу под 90°.

Такое расположение батарей позволяет получить от них максимум мощности

Что входит в систему

Солнечные панели. О том, как их собрать, мы писали в этой статье (откроется в новом окне). Вы можете купить готовый комплект солнечных батарей для дома, но для экономии средств можно приобрести поликристаллические фотоэлементы и собрать солнечные батареи для своего дома своими руками.

Инвертор. Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток, близкий к 12 или 24 вольтам (в зависимости от подключения), инвертор преобразует его в переменный 220 В и 50 Гц, от которого можно питать все бытовые приборы.

Аккумулятор. Даже их система. Солнечная энергия вырабатывается не постоянно. В пиковые часы её может быть переизбыток, а с наступлением сумерек её выработка прекращается вовсе. Аккумуляторы накапливают электричество в течении светового дня и отдают его вечером/ночью. Как выбирать аккумулятор для солнечной электростанции написано в этой статье (откроется в новом окне).

Важно знать. Не рекомендуется использовать для этих целей обычные автомобильные аккумуляторы – они приходят в негодность за 2-3 года эксплуатации (на такой срок службы они и рассчитаны)

Контроллер. Обеспечивает полный заряд аккумуляторной батареи и защищает её от перезарядки и закипания. О том, какой контроллер выбрать мы писали в этой статье (откроется в новом окне).

Выгодны ли солнечные батареи для частного дома

В западных странах мода на солнечную энергетику продиктована больше заботой об экологии, чем поиском экономической выгоды. У нас реалии несколько иные.

При сохранении нынешних цен на поставляемое электричество, система из солнечных батарей, собранная своими руками для одного частного дома и семьи из 4 х человек, полностью окупается за 4-5 лет. При этом срок службы фотоэлементов – составляет 20-25 лет, а вот аккумуляторы придется менять через 5-7 лет в зависимости от качества батарей.

Пока нигде в мире (и Россия не исключение) не наблюдается снижения цен на поставляемое электричество, поэтому за срок службы фотоэлементов в солнечной панели, система успеет окупиться как минимум 4-5 раз.

Видео. Как рассчитать необходимое количество солнечных батарей для дома

В ролике наглядно показан порядок расчета площади солнечных батарей для частного дома. Полезно для тех, кто хочет учесть все расходы на сооружение системы автономного солнечного электроснабжения уже на этапе планирования.

Источник

Светильники с использованием солнечных батарей

Современное время глобального потепления и экономического кризиса требует заботы об окружающей среде. Тем более, когда это может ещё и сэкономить наши деньги. Изо дня в день мы используем разнообразные лампы и светильники, не задумываясь о том, как пагубно они влияют на мир вокруг и на содержимое вашего кошелька. Решить эту проблему поможет светильник на солнечных батареях.

Светильник на солнечных батареях

Светильники на солнечных батареях – это системы освещения территорий, которые основываются на применении технологий, использующих свет солнца. Их используют для освещения дома, сада и улиц. При эксплуатации таких батарей, энергия, полученная от света, собирается на фотоэлементе. Далее она превращается в электрическую, накапливаясь в аккумуляторе.

Используя освещение на солнечных батареях, вы без дополнительных усилий сможете обустроить освещение двора и хозблока (при наличии загородного дома), а также без особых усилий сделать комфортную, уютную обстановку на веранде или лоджии своими руками.

Как они устроены

Такие лампы работают, накапливая энергию. Принцип действия солнечного светильника предельно прост: в светлое время суток лампа улавливает лучи солнца, собирая их энергию. Затем вечером или ночью светильник включается, начиная освещать территорию, подобно обыкновенному фонарю.

Уличные светильники на солнечных батареях

Чаще всего они состоят из:

фотоэлектрического модуля (преобразует свет в электрическую энергию);
аккумулятора;
контроллера (включает/выключает освещение автоматически);
инвертора (превращает постоянный ток в переменный, 220 В);
лампы и плафона (составляющие осветительного блока).

Контроллер и аккумулятор расположены в нижней части светильника, под землей. Эффективную поддержку работы системы и её надёжность обеспечивает защита всех элементов от короткого замыкания, перегрузки и перегрева.

При изготовлении светильников применяют светодиодные лампы, которые потребляют электричество в десятки раз меньше, чем обыкновенные. К тому же светодиоды относительно безвредны, легки в утилизации и рассчитаны на 10-11 лет беспрерывного освещения.

Какие есть разновидности

Светильники на солнечных батареях поделены на две категории: функциональные и декоративные.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Первый вид не имеет неординарных дизайнерских решений, он просто выполняет функцию освещения. К ним относятся лампы обычных форм и уличные фонари на солнечных батареях для освещения дорог. Они способны освещать большие территории, являясь самым простым вариантом.

Вторая разновидность, как понятно из ее названия, несет декоративную функцию. К ней относятся садовые светильники на солнечных батареях, представителями которых могут быть:

Последние используют свет вовсе не для освещения, а скорее для привлечения внимания. Сама световая панель в декоративном солнечном светильнике располагается таким образом, что ее практически не видно.

Где их можно применить

Садовые фонари на солнечных батареях используются для декоративного обустройства дачи или освещения хозблока. Садоводы выбирают такой тип освещения, потому что он не требует лишних проводов, которые могут мешать, путаясь под ногами. При освещении дачи и приусадебного участка, растения круглосуточно получают необходимый свет .

Также применяется уличное освещение на солнечных батареях, для иллюминации дорог и улиц. Но если садовый светильник можно при желании сделать своими руками, то уличные светильники обычно изготавливаются по средствам массового производства. Светодиодное освещение улицы или дома является более экономичным, но, в то же время, дает значительно больше света и служит дольше.

Сколько стоят?

Стоимость этих ламп невелика, находится в диапазоне от $0.7 за небольшой газонный или настенный светильник для дачи, до примерно $750 за уличный фонарь для освещения дорог. Можно потратить меньше денег, изготовив светильник своими руками.

Светильник на солнечных батареях: все плюсы и минусы

Осветительные устройства с фотоэлементом имеют множество весомых положительных качеств:

энергия солнца бесплатна, в отличие от других распространенных источников;
практичность;
долговечность;
привлекательный дизайн;

● простой светильник можно сделать своими руками;

● уличное освещение на солнечных батареях способно существенно сократить загрязнение природы.

Тем не менее, имеются некоторые недостатки:

ухудшение освещения при пасмурной погоде;
относительная сложность ремонта;
возможность установки только в местах попадания солнечных лучей.

Как смастерить светильник на солнечных батареях самостоятельно?

Имея некий опыт изготовления электрических приборов, очень легко своими руками смастерить светильник, работающий на основе солнечных технологий. Потратив совсем небольшое количество времени, денег и сил, вы сможете создать освещение для дома, дачи и/или хозблока. Схема для сборки выставлена народными умельцами в интернет, находится в открытом доступе.

Для схемы необходимы:

транзистор КТЗ61Г (или 2N3906);
резисторы на 47-56 кОм и 47-56 Ом;
диод КД24ЗА (или 1N4001/7/ 1N4148).

Также нужна печатная плата определенной конфигурации. Вытравить ее можно и своими руками.

Корпусом для электрической схемы, а также аккумулятора послужит любой небольшой колпачок (например, от дезодоранта). Солнечная батарея крепится сверху. К тому же необходимо использование светоотражателя, которым становится компакт-диск.

Как видите, можно просто сделать такой светильник на солнечных батареях своими руками.

Любой такой светильник на солнечных батареях, самодельный или покупной, прослужит долго, поможет сберечь деньги и сохранить окружающую среду.

Источник