Get Adobe Flash player

Russian (CIS)Deutsch

 

Своим происхождением понятие «фотовольтаика» обязана 2 словам: «photo», что означает «свет» в переводе с греческого, и «voltaik по имени выдающегося названа единица измерения напряжения электрического тока.

В переносном смысле понятие «фотовольтаика» обозначает превращение света («фото») в электрический ток («вольтаика»).

Под солнечным потоком в разговорной речи понимают электрическую энергию, в которую преобразуется энергия Солнца (энергия фотовольтаики).

Данная форма энергии (солнечный поток) относится к группе возобновимых энергий, которые всегда присутствуют на Земле; а Солнце, если судить с человеческой точки зрения, представляет собой практически неисчерпаемый источник энергии, судя по продолжительности его существования в течение 5 миллиардов лет. Таким образом, человек, судя по продолжительности его жизни, пренебрегает энергетическими ресурсами Солнца.

Фотовольтаическая установка является активным личным вкладом в защиту окружающего мира!

Одна такая установка средней мощности снижает выбросы углекислого газа на 2 тонны в год.
a) Как устроены ячейки солнечных батарей?

При попадании света в ячейку (абсорбция) становятся активными световые частицы – фотоны, а также образуются положительно и отрицательно заряженные частицы – электроны, которые перемещаются внутри различных материй.

При таком способе преобразования света в электрический ток речь идет о так называемом фотоэлектрическом или фотовольтаическом эффекте.

Фотоэлектрический эффект был впервые замечен уже в 1839 году французским физиком Александром Эдмондом Беккерелем.

В 1876 г. Вильям Г.Адамс и Рихард Е.Дэй установили наличие данного эффекта в кристаллах селена. В 1905 г. Альберту Энштейну удалось правильно объяснить возникновение фотоэффекта, за что он получил в 1921г. Нобелевскую премию в области физики. После продолжительных многолетних исследований в 1954 г. Д. Чапин, К.Фуллер и Г. Пирсон произвели первые солнечные элементы из кремния с КПД более чем 4 %, а КПД одной ячейки даже составил 6 %. Впервые солнечный элемент был применен в конце 50-х годов в одном из первых спутников Земли «Вэнгард 1». Потребность космической отрасли в фотовольтаичных элементах привела к значительному прогрессу в данной области.

Но что же представляет из себя фотовольтаический эффект?

Он возникает в ячейках солнечных батарей – в солнечных элементах. Они состоят из двух параллельных пластин, изготовляемых преимущественно из кристаллического кремния. Металлические контакты расположены на внешней стороне. В зависимости от того, чем легированы обе кремниевые пластины – бором или фосфором, их электрические свойства будут различаться. В так называемой «пограничной» пластине толщиной в 1/1000 мм возникает электрическое поле с положительным и отрицательным полюсами. При попадании света на данную пластину электроны забирают энергию у световых фотонов, «вырываются» из кристаллической связки и перемещаются в направлении положительного полюса. Возникающий ток может быть выведен потребителем в электрическую сеть. Так свет («фото») порождает электрическое напряжение, и поэтому понятным становится использование термина «фотовольтаика».


Солнечный элемент- рисунок- схема

Устройство солнечного элемента:

1 – отрицательный электрод

2- положительный электрод

3- кремний n-типа (электропроводность посредством электронов)

4 - кремний p-типа (электропроводность посредством отверстий)

5 – пограничный слой (pn-переход).



Для получения соларного электрического тока в больших количествах, необходимо соединить множество таких солнечных элементов. Совокупность нескольких солнечных элементов называется солнечным модулем (модулем или
PV-модулем).

Солнечные элементы производятся из различных материалов. В сравнении с другими материалами как, например, медно-индиевый диселенид, индий, теллурий или галлий, кремний является наиболее распространенным материалом для производства солнечных элементов.

Среди солнечных модулей различают тонко- и толстослойные модули, кремний используется в производстве обоих видов модулей.

Действие толстослойных модулей основано на моно- или поликристаллических солнечных ячейках. Тонкослойные солнечные модули производятся, по большей части, с помощью аморфного кремния или кристаллического кремния.

Кроме того, выделяют и другие виды солнечных элементов:

- полупроводниковые

- органические

- полупроводниковые электролитовые

- пигментные.

Солнечные элементы из кремния можно поделить на несколько типов. По способу производства они подразделяются на монокристаллические, аморфные, поликристаллические, тандемные и микрокристаллические тонкослойные.

К сожалению, объем данных страниц не позволяет рассказать и об остальных видах солнечных ячеек.

Б)Составные части фотовольтаичного модуля.

Значение кремния в фотовольтаике.

Кремний является одним из самых распространенных химических элементов на планете Земля. Кремний – это составная часть обычного песка, а в чистом виде он встречается в виде кварца или кварцевого песка. Профессионалы называют данный вид кварца оксидом кремния.

Путь к фотовольтаичному модулю начинается с добывания кварца из песка, который, затем превращаясь в кремний, первостепенно важен для производства солнечных элементов.

Процесс производства солнечных элементов или фотовольтаичного модуля связан с большими энергозатратами, так как для их производства необходим только очищенный кремний. Для получения металлургического кремния кварц нагревают в специальной печи до температуры в 1800 С. Некоторые производители кремния, специализирующиеся именно на его разновидности как кремния солнечного качества, постоянно разрабатывают все новые способы снижения производственных затрат и покрытия потребностей производителей солнечных элементов. Чтобы получить из кремния-сырца технический продукт, подходящий для производства полупроводников, необходимо подвергнуть его химической очистке. При этом отделяются примеси таких веществ как кальций, железо, фосфор, бор и другие. Затем при помощи так называемого «отделительного» реактора, в котором высокоочищенный трихлорсилан нагревается до температуры 1100 С, происходит восстановление кремния. В профессиональной среде такой кремний называют поликристаллическим ( поликремний).

Для получения монокристаллических солнечных ячеек (или однокристаллических) необходимо продолжение технологического процесса. На этапе вытягивания из центра кристаллических цилиндров производится оттяжка затравочного кристалла диаметром около 2 см. После охлаждения вытянутого слитка образуется монокристалл.

Кроме того, существует и другая возможность обработки поликремния в специальных тиглях. Дробленый поликремний расплавляется при температуре 1420 С. На данном этапе образуется монокристалл длиной до нескольких метров. Так как при производстве фотовольтаичных модулей используется обычный кремний, в отличие от кремния, используемого в микрочипах, то промышленные отходы солнечного кремния на всех этапах обработки снова могут быть включены в технологический процесс. Отдельные предприятия покупают кремниевые отходы и перерабатывают их в материал, пригодный для фотовольтаичной промышленности.

Между тем существуют и другие методы получения моно- и поликристаллических солнечных ячеек. Их производство все больше ориентируется на снижение себестоимости путем внедрения энерго- и материалосберегающих технологий, а также сокращения времени производственного цикла.

c) Различные фотовольтаичные/солнечные модули
В настоящий момент на рынке представлены фотовольтаичные модули различных производителей, работа которых строится по схожим принципам, но все же в зависимости от цели назначения их применение может носить индивидуальный характер.
Поэтому нелегко ответить на вопрос о выборе «очень хорошего» или «самого лучшего» модуля, так как выбор прежде всего должен зависеть от назначения модуля.


1) Монокристаллические PV- модули
Монокристаллические PV- модули Процесс их производства считается наиболее дорогостоящим. Из-за очень высокого содержания кремния в солнечных ячейках данные модули обладают большой эффективностью, что, в свою очередь, влияет на КПД и выход энергии. Поэтому монокристаллические модули отлично подходят для поверхностей крыш, где для их установки требуется достаточно небольшая площадь. Срок эксплуатации PV-модулей составляет около 30 лет. 2/3 данного срока покрыты гарантией производителя. Данные модули имеют оттенки окраски от темно-синего до черного.

Таким образом, монокристаллические PV-модули имеют больший КПД в сравнении с поликристаллическими модулями, являются более распространенными и дорогими.

2) Поликристаллические PV-модули Поликристаллические PV-модули имеют характерную голубую окраску и кристаллическую структуру. Благодаря использованию поликристаллических солнечных ячеек/солнечных модулей в производстве PV-модулей они являются наиболее часто применяемыми PV-модулями.

Тот факт, что поликристаллические PV-модули обладают меньшим КПД чем, например, монокристаллические PV-модули, объясняется тем, что в их производстве применяется кремний более низкой очистки. Эксплутационный срок таких модулей составляет 30 лет.

Поликристаллические PV-модули предназначены прежде всего для больших по площади крыш, так как в сравнении с большинством монокристаллических PV-модулей они обладают меньшей мощностью.

3) LGBC-ячейки
LGBC-ячейки, в разговорной речи – Сатурновые ячейки. Производятся фирмой BP Solar. Сатурновые ячейки относятся к типу монокристаллических высокопроизводительных солнечных ячеек. Благодаря особенностям их структуры снижаются потери отражения света, поэтому намного лучше используются возможности бокового света.

LGBC-ячейки выпускаются серийно.

Производители стремятся развивать данный вид солнечных ячеек и оптимизировать КПД. В настоящее время КПД солнечных модулей на основе LGBC-ячеек доходит до 15,5 %.

4) CIS- модули
CIS- модули обладают, по мнению многих экспертов, огромным потенциалом. На революционное новое направление указывают составные части CIS- модулей и технологии их производства. Аббревиатура CIS расшифровывается как Cu (медь), In (индий), Se (селен). Значение CIS- модульной продукции в будущем возрастет, так как она заменяет дорогой полупроводник кремний. Наряду с «солнечными» фабриками, которые еще находятся на стадии разработки, в последнее время возникло несколько предприятий (например, ОАО «Würth Solar GmbH»), специализирующихся на CIS- модулях. Среди тонкослойных модулей CIS- модули обладают наибольшим КПД.

 

Одним из самых ярких примеров применения CIS- технологий является CIS -солнечная (солярная) башня высотой 122 м, которая вырабатывает 180 000 кв/ч в год. На примере солнечной башни видно, что данные модули могут располагаться не только на крышах домов, но они могут быть встроены в фасады зданий.

Встроенные в фасад здания модули



5) Кристаллические тонкослойные солнечные модули
Кристаллические тонкослойные солнечные модули представляют собой кремниевую пластину толщиной 2 мкм. Такая форма солнечных модулей представляется очень интересной для рассмотрения. Интегрированные в солнечный модуль кристаллические кремниевые тонкослойные солнечные ячейки (сокращенно KSD-ячейки) благодаря тому, что для их производства необходимо значительно меньшее количество кремния, представляют собой экономически выгодные явления. КПД таких модулей (например, фирмы CSG Solar AG) может достигать 7,6 % ( по состоянию на февраль 2007 г.)

Фотовольтаика возлагает большие надежды на развитие солнечных модулей данного вида. Совершенно очевидно, что КПД модулей в ближайшее время будет повышаться, но все же, требуется определенное время.


6) Кадмиево-теллуриевые модули.
Кадмиево-теллуриевые модули

Производители: Antec Solar AG (Германия) или First Solar


7) Ленточные солнечные ячейки.

Ленточные солнечные ячейки.

Производители: Evergreen Solar или EverQ.

Приведенный перечень солнечных модулей не является исчерпывающим.


D) НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ И ФАЗЫ МОДУЛЕЙ.

Размер фотовольтаичной установки определяется не количеством квадратных метров, а ее номинальной мощностью. Она определяется в стандартных условиях и измеряется в пиковых ваттах (Втпик) или пиковых киловаттах (кВтпик), где пик – от английского слова peak – «высшая точка, пик».

Номинальная мощность, выращенная в ваттах пиковой мощности, – это мера того, сколько электроэнергии может произвести солнечный модуль/солнечный коллектор при оптимальных условиях.

Данное значение характеризует площадки для размещения солнечных модулей с точки зрения их пригодности.

В году 8760 часов, соответственно при круглосуточном поступлении солнечного света одна солнечная ячейка будет производить 8760 кВ/ч на 1 кВпик. Но такого эффекта в реальных условиях, конечно же, достичь нельзя.

Количество излучения как расчетный фактор варьируется в зависимости от местоположения на планете.

Примеры:

Южная Германия - кВ/ч на 1 кВпик

Северная Германия – 800 кВ/ч на 1 кВпик

Южная Европа - 1500 кВ/ч на 1 кВпик

Северная Африка - 2000 кВ/ч на 1 кВпик.

Сравним данные показатели с таковыми силы ветра:

Северная Германия, на суше – 1500 кВ/ч на 1 кВпик.

Северная Германия на море – 2000 кВ/ч на 1 кВпик.

А для чего вообще нужна единица измерения «пиковый ватт» Втпик?

Для работы фотовольтаичной установки она значения не имеет. Так как количество солнечного излучения постоянно колеблется, то какую-то одномоментная мощность не следует называть пиковой мощностью. Не нужна данная единица измерения и при расчетах выхода энергии на установке и ее экономичности.

Величина пиковой мощности имеет значение только на этапе планирования, где закладываются показатели инвертора и диаметра кабеля. Очевидно, что на данном этапе необходимо знать максимально достижимую мощность, чтобы применять соответствующее оборудование.

Для достижения определенной электрической мощности также важен и размер модуля.

Так, например, размер модуля мощностью до 1000 Втпик во многом зависит от примененных технологий – или он тонкослойный, или монокристаллический, или поликристаллический!

Сравнение выхода энергии на солнечных установках производится в единицах кВт/час на 1 кв.м. В квадратных метрах измеряется размер (площадь) модуля. Таким образом, можно напрямую сравнивать различные типы модулей, получая ответ на вопрос: Сколько электричества можно получить в 1 кв.м поверхности модуля?

Кадмиево-теллуриевые модули: 100 кВт/ч на 1 кв. м.

Поликристаллические модули: 128 кВт/ч на 1 кв. м.


Монокристаллические модули: 138 кВт/ч на 1 кв. м.

Высокомощные модули : 171 кВт/ч на 1 кв. м.

Стоит принять во внимание и тот факт, что разница отдельными применяемыми технологиями в зависимости от размещения модуля (угол наклона и оборудование) немного сдвигается, и так, например, разница между кадмиево-теллуриевым модулем и поликристаллическим модулем при их размещении на плоской, направленной на восток крыше, будет составлять не 28 кВт/ч на 1 кв. м., а только 20 кВт/ч на 1 кв. м. В данном случае оптимальное сравнение следует провести с учетом общей опорной поверхности.

При сравнении цен на отдельные технологии с помощью показателей « цена за 1 кв.м.» и «кВт/ч на 1 кв. м.» можно рассчитать стоимость 1 кВт/ч. При расчетах следует принимать во внимание, что срок действия установки рассчитан не на 1 год, а , по меньшей мере, на 25 лет.

Пример 1.

Солнечная установка с кадмиево-теллуриевыми модулями дает, по общим подсчетам, 1000 Квт/ч ( количество излучения) на 1 Квтпик ( 1000 Втпик).

Для достижения электрической мощности в 1 Квтпик (1000 Втпик) площадь поверхности модулей должна составлять 10 кв.м.

Установка производит 100 кВт/ч на 1 кв.м. (1000 кВт\ч : 10 кв.м.)

Стоимость установки 2500 € за 1 кВтпик (1000 Втпик).

Также стоимость установки – 250 € за 1 кв.м. ( 2500 € : 10 кв.м.).

Если срок ее эксплуатации составляет 25 лет, то она произведет электрического тока общим количеством 2500 кВт/ч на 1 кв.м. (100 кВт/ч на 1 кв.м. × 25 лет) и будет стоить 250 € за 1 кв.м.

Таким образом, стоимость электрического тока составит 0, 1 € за 1 кВт/ч ( 250 € : 2500 кВт\ч.

Пример 2.

Солнечная установка с поликристаллическими модулями дает, по общим подсчетам, 950 Квт/ч ( количество излучения) на 1 Квтпик ( 1000 Втпик).

Для достижения электрической мощности в 1 Квтпик (1000 Втпик) площадь поверхности поликристаллических модулей должна составлять 7,4 кв.м.

Установка производит 128 кВт/ч на 1 кв.м. (950 : 7,4 кв.м.)

Стоимость установки 3000 € за 1 кВтпик (1000 Втпик).

Также стоимость установки – 405€ за 1 кв.м. ( 2500 € : 7,4 кв.м.).

Таким образом, стоимость электрического тока составит 0,126 € за 1 кВт/ч ( 405 € : (128 кВт\ч на 1 кв.м. ×25 лет)).

Итоги вышеназванных примеров можно представить следующим образом.

За то, что поликристаллический модуль производит электричества больше на 28 %, придется и заплатить больше на 0, 26 € за каждый кВт/ч.

При желании получать самое дешевое электричество следует ориентироваться на 1 вариант.

При желании получать тока больше на 28 % с учетом повышения его себестоимости, следует выбрать вариант № 2.

e) Информация о современных фазах развития солнечных модулей.

Практически все производители солнечных модулей уже начали перевод своей продукции ( традиционных ячеистых модулей) на тонкослойную основу. Решающим фактором в данном случае является стоимость 1 Втпик на 1 кв.м. В традиционных ячеистых модулях она составляет 2,63 € за 1 Вт, в тонкослойных модулях с настоящее время – от 1,60 до 0,9 € за 1 Вт (в зависимости от технологии).

2. Тонкослойные модули, производимые тандемным методом (аморфный, а затем мультикристаллический кремний в ваккуме при температуре 350-400 С подвергается газофазному напылению) или так называемые CIS- /CIGS –модули (газофазному напылению в вукууме подвергаются галлий, индий, медь, селен из твердных лет при температуре до 1200 С), эффективнее используют рассеянный солнечный свет.

3. Высокие температуры, необходимые для производства тандемных и CIS- /CIGS –модулей, не позволяют использовать покрытия из фольги, поэтому в качестве материала подложки обычно используется белое стекло.

4. Недостатком тонкослойных модулей, прежде всего, является их влагонеустойчивость, поэтому тонкослойные модули устанавливаются обычно методом «сэндвича» на основу из стекла, так как при использовании в основании модуля фольги воздушная диффузия неизбежна. Модули с подложкой из стекла будут значительно тяжелее чем ячейистые модули с подложкой из фольги.

5. Тонкослойные модули на тандемной основе (аморфный и мультикристаллический кремний) в процессе эксплуатации при запланированных 25-30 годах службы теряют примерно 8-12 % первоначальной мощности. Но опасаться этого не следует, модули продаются с большей мощностью, чем это указано в технической характеристике, так как потери мощности уже заложены в данный показатель. Например, работа модуля мощностью 80 Втпик будет на 12 % эффективней, чем указано в паспорте модуля.

В CIGS –модулях дело обстоит по-другому, в процессе эксплуатации мощность даже увеличивается.

6. Производители, уверенные в качестве своей продукции, устанавливают 20-30-летнюю гарантию на солнечные модули. Если такового не происходит, то производители не доверяют своим собственным продуктам.


Итоги:

Тонкослойные модули обладают меньшим КПД чем ячейистые модули, а именно: тандемные тонкослойные модули – от 9,5 до 11 %, CIGS –модули - от 11 до 14%. Тонкослойные модули с подложкой из стекла более влагоустойчивы, чем модули с подложкой из фольги. Площадь на 1 Втпик /кв.м. у тонкослойных модулей немногим больше чем у традиционных ячеистых модулей.


f) Солярные инверторы.

Инвертор (преобразователь) является связующим звеном между солнечным модулем, расположенным на крыше, и публичными и частными энергосетями/энергопотребителями.

Инверторы преобразуют постоянный ток в переменный. Фотовольтаичные установки производят постоянный ток, поэтому необходим инвертор, чтобы преобразовать его в переменный ток.

Какой инвертор необходим для фотовольтаичной установки?

Для выяснения необходимой мощности инвертора следует ориентироваться на количество солнечных модулей или на выходную мощность фотовольтаичной установки. В данном случае действует правило, что инвертор должен быть максимально загружен, что, в свою очередь, приведет к снижению себестоимости.

Как устанавливаются инверторы?

Оптимальным является размещение инвертора вблизи фотовольтаичного элемента, так как удаленность может приводить к потерям мощности. Инверторы в достаточной мере должны вентилироваться и охлаждаться. Большинство инверторов имеют защиту от пыли и влажности и поэтому могут размещаться вне помещений, но все оптимальным для инвертора является его размещение в хорошо вентилируемом помещении, доступ в которое беспрепятственно может осуществляться в любое время года. Также следует учитывать производимые инвертором шумы при размещении его в непосредственной близости к жилым помещениям.

Задачи наблюдения за работой фотовольтаичной установки сейчас решаются довольно просто: с помощью радиосигнала всю информацию можно получать в любой точке дома.

g) Конструкция фотовольтаичной установки.

При отсутствии связи с общей электросетью ( отсутствуют другие источники питания) выработка электрического тока осуществляется методом аутаркии или в «островной» солнечной системе, где произведенный постоянный ток с помощью контроллера солнечного заряда сохраняется в аккумуляторе и через распределительный щит постоянного тока подается потребителям. Через инвертор также могут быть подключены приборы напряжением 230 В переменного тока.

Данная система обеспечивает наличие электричество в любом месте, например, на даче!

Принцип «островной» солнечной системы:


Инвертор – аккумулятор – контроллер солнечного заряда – солнечный модуль.

Где могут быть размещены фотовольтаичные установки?

Тот, кто заинтересовался фотовольтаичной установкой, рано или поздно столкнется с проблем размещения таковой снаружи или внутри здания. Оба варианта являются приемлимыми.

Интегрирование солнечных систем в фасад используется, прежде всего, если это большое офисное здание. Большую роль при этом играет хорошая изоляция установки.

Размещение на крыше.

Чаще всего домовладельцы размещают фотовольтаичные установки на крышах. При монтаже установки оптимальным будет являться угол наклона в 30-50 ˚ на южную сторону.



Так называемые «сетевые» фотовольтаичные установки накапливают произведенный электрический ток в общественные электросети регионального энергопоставщика. Некоторые западноевропейские государства законодательно урегулировали денежные выплаты за накопленный электрический ток. В Германии это Закон о возобновимых энергиях (EEG).

И напротив, «островные» системы не накапливают ток в общественных сетях. Такой вид фотовольтаичных установок предназначен, прежде всего, для частного использования.
Их можно использовать для энергоснабжения дачного домовладения, отдельного бытового прибора (холодильник, телевизор), парусной яхты.



Решающим фактором для правильного выбора 12вольтного солнечного модуля является его производительность (или мощность).

Она измеряется в Втпик (пиковая мощность). Это мощность модуля при максимальном световом потоке, т.е. при оптимальных условиях.


Для преобразования произведенного 12вольтовым солнечным модулем тока в пригодный для использования необходим контроллер солнечного заряда.
Относительно аккумулятора данный контроллер должен обладить достаточной защитой от полной разрядки и, наоборот, сверхзарядки. Некоторые контроллеры имеют газовые регуляторы, так как часть аккумуляторов производят газ в процессе зарядки.

На заключительном этапе произведенный и преобразованный ток сохраняется в 12вольтовом аккумуляторе. При выборе аккумулятора следует обращать внимание на его качество, так как самые лучшие солнечные модули будут бесполезны, если не работают соответствующие ему аккумуляторы.


Заключение.

Для функционирования 12В солнечной установки необходимы следующие компоненты:

- 12В солнечный модуль (соответствующая мощность известна заранее)

- контроллер солнечного заряда (должен соответствовать всем предписаниям).

- инвертор (в случае необходимости). В его задачу входит преобразование постоянного тока в переменный. Многие контроллеры одновременно выполняют и функцию преобразователя – 2 в 1.

- солнечный аккумулятор (здесь накапливается произведенное электричество, необходимо обращать внимание на его качество!

Все перечисленные компоненты должны быть совместимыми.

h) Затемнение и КПД

Даже частичное затемнение фотовольтаичного модуля/солнечного генератора оказывает огромное влияние на производительность всей установки. Для получения электрического тока из солнечного света уже на этапе планирования следует провести исследование зон затемнения - хрышу деревьев, зданий, особенностей самой крыши. По возможности солнечные модули вообще не следует подвергать затемнению. Многие производители проектируют модули без возможности малейшего затемнения или с учетом только самых неизбежных случаев затемнения.

Так как производительность является важнейшим показателем фотовольтаичной установки, то следует обращать особое внимание на затемнение, чтобы благородный кремний мог беспрепятственно находиться в работе.

КПД фотовольтаичной солнечной установки.

КПД отражает данные об эффективности превращенной энергии фотовольтаичной установки. Обычно КПД солнечных ячеек составляет 11-17 %. Это значит, что 11-17 % излученной солнечной энергии были преобразованы в электроэнергию. КПД при преобразовании произведенного постоянного тока в переменный с помощью инвертора составляет 90-97 % (это европейский стандарт КПД).

Наибольший показатель КПД инвертора соответствует высшей точке кривой, характеризующей КПД прибора. При облачном небе КПД инвертора будет находиться в нижней части кривой.

Если инвертор обладает КПД больше всего лишь на 1 %, это уже означает для всей установки больше производимой электроэнергии на 1 %.

Представленные на рынке инверторы, в среднем, обладают КПД примерно 90 -96,4 %.




i) Ориентирование и поворот.

С помощью данной схемы вы можете определить оптимальное направление солнечной установки.

Север –запад – Юг – Восток


Поворотная система фотовольтаичных установок и модулей
.

Чтобы обеспечить высокий уровень солнечного излучения, солнечный модуль в течение дня поворачивается и следует положению Солнца в небе, т.е. максимальной освещенности. Такое вращение солнечного генератора / солнечной установки происходит при помощи поворотного элемента и называется поворотной системой.

Постоянное оптимальное размещение модуля по отношению к Солнцу будет обеспечиваться двухосной системой.

Таким образом, производительность установки с поворотником будет на 30% выше неподвижного модуля.

Поворотные устройства может иметь 1 или 2 оси. С особым успехом они могут применяться в плоских солнечных установках ( так называемые «солнечные парки»).

j) PV – установки в зимнее время, их инсталляция, защита от молний и кабель

Минус 10С… много солнечного света…, но на фотовольтаичной установке лежит снег.

Для каждого домохозяина это значит, несмотря на оптимальные условия, что ток вырабатываться не будет, так как на солнечный модуль не поступает солнечный свет.

Из-за снега прекращается выход электроэнергии на PV-установке, а холодная температура не имеет никакого значения!

Обладатели крыш с углом наклона больше 30◦ (лучше 40) могут считать себя счастливчиками, так как в таком случае снег скатывается с крыши и PV- установка может продолжать свою работу. В противном случае, если крыша не имеет такого ската, установку следует осторожно очищать от снега.

Сертификационные испытания на прочность солнечных модулей.

Солнечные модули часто испытывают на себе такие природные явления как гроза, град, лед, снег. Перед выпуском продукции на рынок она обязательно должна пройти сертификацию, где проверяется, как модули выдерживают определенные нагрузки. При покупке солнечного модуля рекомендуется спрашивать о прохождении продуктом сертификации по стандарту IEC 61215.

Противомолниевая защита PV-установок.

К сожалению, опыт показывает, что грозы не обходят стороной данные установки, нередки и случаи попадания молнии.

Но прежде всего следует исходить от того, что размещение солнечного модуля на крыше никоим образом не повышает вероятность удара молнии.

При прямом попадании молнии солнечной установке может быть нанесен значительный ущерб.

Для защиты используются противомолниевые устройства, которые обычно устанавливаются при строительстве дома. Но при последующем дополнительном размещении PV-установки следует пересмотреть всю концепцию защиты от молний, или же она монтируется в противомолниевую систему защиты дома.

Но более часто встречающейся опасностью для технических приборов и ,в нашем случае, для элементов солнечной установки ( инвертора, генератора) являются непрямые удары молнии, т.е. молния ударяет не прямо в объект, а где-то поблизости. Напряжение, вызванное ударом молнии в землю, может через кабели попасть в энергосеть дома.

Так как молнии вызывают напряжение в несколько сотен тысяч вольт, то легко можно представить возможный размер повреждений.

Во избежание крупного ущерба рекомендуется установка профессиональных устройств защиты от перенапряжений. Оно может быть расположено в самых уязвимых местах ( например, солнечный генератор).

Инверторы нового типа уже снабжены определенными защитными элементами, что поможет избежать наихудших последствий при попадании молнии.

Нередки случаи, когда страховщики отказываются возмещать ущерб, ссылаясь при этом на недостаточную степень защиты противомолниевого устройства. В сравнении с расходами, вызванными ударом молнии, затраты на хорошее противомолниевое устройство намного ниже, и соответственно, установка такого устройства будет намного выгоднее.

Кроме того, PV-установки следует включить в перечень страхуемого имущества или же заключить со страховщиком отдельный страховой договор.

Хотя не существует строгих указаний о заземлении рамок солнечных модулей и других элементов конструкции, но все рекомендуется принять надлежащие меры предосторожности. Если защитное устройство уже вмонтировано в дом, то специалист сможет состыковать все элементы в одну систему.

И для полной уверенности в безопасности владельцам солнечных установок рекомендуется получать информацию об их наилучшей защите в специализированных фирмах, чтобы избежать дополнительных издержек в будущем.

Кабель в PV-установках:

Требования, предъявляемые к кабелю для фотовольтаичной установки, намного выше, чем для прочих приборов, использующих переменный ток.

Инсталляция PV-установки предъявляет особенно высокие требования к безопасности, так как речь идет о выработке постоянного тока

Предписывается использование одножильного кабеля с двойной изоляцией. Также кабель должен выдерживать экстремальные погодные условия, так как солнечные установки размещаются под открытым небом. Важное значение играет влагостойкость и защита от UV-излучения. При разработке проекта солнечной установки стоит учесть затраты на такой специальный кабель, и не следует экономить, чтобы избежать неприятных последствий.

Опыт показывает, что кабель, не соответствующий названным требованиям, рано или поздно становится причиной неполадок в работе солнечной установки.

При выборе диаметра кабеля нужно учитывать потери энергии примерно в 1%. В большинстве случаев применяется кабель с площадью среза 4 кв.мм. применение кабеля меньшего диаметра не имеет смысла.

k) Гарантия и защита от краж

Увеличивающееся количество фотовольтаичных установок в Германии неизбежно провоцирует намерения криминала поживиться такими дорогими приборами.

И так как кража солнечной установки в дневное время не останется незамеченной, то ночное время как нельзя лучше подходит для совершения кражи: в этот период электричество не вырабатывается, и ничего не препятствует демонтажу установки, не оснащенной охранной системой.

Поэтому владельцам таких установок следует принять все меры предосторожности. Даже небольшие произведенные затраты на охранную систему позволят защитить от посягательств установку, расположенную на крыше дома.

В большинстве случаев применяется способ защиты солнечного модуля с помощью специальной колючей проволоки.

Акустическая установка подает сигналы при начале демонтажа модуля. Данная установка не представляет трудностей при монтаже и не влечет финансовых затрат.

Некоторые владельцы солнечных модулей разрабатывают свои собственные методы защиты от воров. Например, дополнительно может устанавливаться датчик движения, который включает освещение и видеозаписывающий прибор при несанкционированном приближении.

Если же все-таки кража PV-установки произошла, то «Зеленый Киров» предлагает разместить на своем сайте банк данных, куда можно будет сообщить о произошедшей краже.


Гарантия при покупке солярной техники
.

Производители оборудования, работающего на солнечной энергии, заявляют о гарантии в 20 и более лет. Многие установки могут бесперебойно работать продолжительный период времени. Но все же в их работе могут случаться сбои, что служит поводом для обращения к страховому случаю.

При покупке солярной техники (особенно солнечных модулей китайского производства) нужно иметь в виду, что за установщиком фотовольтаики законодательно закреплена обязанность нести ответственность по работоспособности установки в течение двух лет после ее монтажа. В случае возникновения претензии по работе солнечной установки китайского производства ее будет некому предъявить по причине отсутствия представительства фирмы в Китае. Что же касается немецкого оборудования, то при возникновении гарантийного случая данным вопросом будет заниматься организация «Зеленый Киров».

Наряду с законодательно закрепленной гарантией существует дополнительная гарантия на кремниевые солнечные модули.

Гарантия мощности установки.

Для снижения риска более низкой производительности может предоставляться гарантия мощности. Типичное соглашение включает в себя обычно положение о том, что PV-установка в течении 25 лет будет работать на минимум 80% номинальной мощности.

Гарантия на инвертор.

Вопрос гарантии особенно важен для инвертора, который чаще всего оказывается самым ненадежным элементом конструкции. Производители инверторов обычно устанавливают гарантию от 60 до 66 месяцев. Рекомендуется как можно раньше после покупки инвертора вводить его в работу, чтобы не пропустить гарантийный срок.

Наш совет: при инвестициях в современную технику гарантии представляются особенно важными. Они уменьшают риск, с одной стороны, и обеспокоенность по поводу работы солнечной установки, с другой стороны. Кроме того, следует пользоваться услугами профессионалов, которые быстро устранят возникшие проблемы.

 

East West Cooperation

Twitter

facebook