В связи с ухудшением экологической обстановки и выработкой основных топливных ресурсов на Земле, люди давно уже стараются найти альтернативные источники энергии. Одним из таких источников, экологически чистых, бесплатных и практически неисчерпаемых, является Солнце. Его энергию, преобразовав ее в электрический ток, можно вполне использовать для освещения, снабжения электричеством бытовых приборов, отопления домов. Такой способ отопления с помощью энергии Солнца для нашей страны является новинкой, хотя на Западе используется уже достаточно давно.
Типы установок для получения энергии от Солнца
В зависимости от способа получения энергии и ее использования, устройства для получения энергии от Солнца можно разделить на три типа:
- Батареи с фотоэлектрическими преобразователями – энергию Солнца непосредственно преобразуют в электричество.
- Солнечные коллекторы, способные преобразовывать солнечный свет в тепловую энергию и в дальнейшем использовать ее для различных нужд. Имеют высокий КПД.
- Гелиоэлектростанции, вырабатывающие энергию в больших количествах. Основной элемент в этих установках – вогнутые зеркала из алюминия или стекла, собирающие солнечные лучи, которые затем распределяются для нагрева воды.
Для устройства системы отопления в частных домах чаще всего используются солнечные батареи на фотоэлементах.
Устройство, виды и основные характеристики солнечных батарей
Обычно солнечные батареи состоят из нескольких частей:
- устройство для отбора мощности;
- преобразователь энергии;
- аккумуляторные батареи;
- преобразователь тока;
- регулятор зарядки устройства.
Энергию, которую батарея получает в течение дня, можно использовать напрямую или накапливать в аккумуляторах для работы в ночное время или в пасмурную погоду.
Сфера применения таких установок зависит от мощности, которую они способны вырабатывать. В зависимости от этого, можно выделить батареи:
- низкой мощности, способные обеспечить работу телевизора, телефона, калькулятора или нескольких лампочек;
- универсальные, обычно это переносные устройства, питающие технику за пределами дома;
- большой мощности, позволяющей обеспечить весь дом теплом и энергией.
Также солнечные батареи классифицируют по тому, как организованы в элементах атомы кремния:
- батареи монокристаллические – основаны на фотоэлектрическом действии; они компактны, но не могут производить энергию в пасмурную погоду; имеют КПД около 15%;
- батареи тонкопленочные – способны поглощать рассеянные лучи солнца, поэтому их можно устанавливать на стены зданий; самые простые и доступные, но занимают большую площадь поверхности и обладают малым КПД – 5%;
- батареи поликристаллические – основой для них служит особый кремниевый расплав; КПД около 10%.
Условия эксплуатации солнечных батарей
Решив приобрести солнечные батареи для отопления дома, нужно учитывать несколько факторов. Прежде всего, их эффективность напрямую будет зависеть от количества ясных, солнечных дней в году, особенно зимой. Перед установкой солнечной системы отопления нужно провести качественное утепление дома с использованием современных материалов.
Устанавливают солнечные батареи обычно на крышу здания, с южной стороны, под прямым углом к источнику энергии. Такое их положение обеспечит наибольшее поглощение света. Угол наклона солнечных панелей на крыше будет зависеть от географической широты местности (от 45° до 70°).
Оптимальным будет интегрирование солнечных батарей в другую, уже существующую, систему отопления: электрическую, газовую или с другим видом топлива. Это позволит увеличить эффективность и той, и другой системы.
Основные производители солнечных батарей
На рынке фотоэлектрических панелей признанным лидером является японская компания Sharp Solar, чья доля в мировом производстве составляет 24%. Изделия этой компании славятся своим качеством, долговечностью и высоким КПД.
В числе других известнейших производителей солнечных батарей можно назвать компании: Yingli Green Energy (Китай), Canadian Solar (Канада), Trina Solar Limited (Китай), First Solar (США), Suntech Power Holdings Co, Ltd. (Китай).
В России производством солнечных батарей занимаются предприятия: ООО «Гелиос-Ресурс» (Мытищи), «Телеком-СТВ» (Зеленоград), ОАО «НПП «Квант» (Москва), ООО «Хевел» (Новочебоксарск) и др.
Гелиоэнергетика имеет большое будущее. Сегодня эта отрасль в нашей стране развита достаточно слабо из-за высокой стоимости солнечных батарей. Но будущее именно за ними – безопасными, экологически чистыми, безотходными, полностью автоматизированными системами, превращающими энергию Солнца в электричество, которое обогревает наши дома.
