Фотоэлектрические элементы, домашнее использование

Фотоэлектрические элементы преобразуют энергию солнечного излучения в электричество. Вы можете создать самодельную электростанцию, эксплуатация которой ничего не стоит.

Использование фотовольтаики позволяет использовать энергию, не истощая природные ресурсы ископаемого топлива и выбросы в атмосферу (не считая того, что необходимо для производства элементов). Прежде всего, однако, он обеспечивает бесплатное электричество для питания всех устройств.

Фотоэлектрические элементы становятся все более и более прибыльными

Несколько лет назад фотоэлектрические установки были привлекательны только тогда, когда было невозможно подключиться к электросети или когда это было чрезвычайно дорого или хлопотно. Именно поэтому компании, предлагающие фотоэлектрические панели, работающие на нашем рынке более десятка лет, ориентировали этот продукт в основном на владельцев лодок, автодомов и участков для отдыха, расположенных в пустыне. Но в последние годы многое изменилось, и перспектива даже частичной независимости от поставщиков энергии стала более заманчивой. Прежде всего, установки становятся дешевле. Вероятно, это связано с действиями европейских властей, которые пытаются заменить традиционные возобновляемые источники энергии. Отдельные маломощные фотоэлектрические установки, так называемые микроисточники, все чаще заменяют крупные угольные электростанции.

Обеспечение бытовой техники энергией от солнца

Было бы хорошо иметь возможность снабжать все бытовые электроприборы только бесплатной солнечной энергией. Но тогда вы должны инвестировать в крупномасштабную солнечную установку, и чтобы получить ее, вам нужно много дорогих ссылок, которые занимают много места. Общая мощность электроприборов в доме на одну семью (без электрического отопления) составляет в среднем около десятка киловатт, но редко, когда большинство из них работают одновременно. Поэтому специалисты рекомендуют использовать фотоэлектрические установки мощностью до 5 кВт в односемейных домах. Для этого необходимы фотоэлектрические панели (модули) общей площадью около 34 м 2. Не каждая крыша способна их подогнать так, чтобы они были направлены на юг и наклонены под оптимальным углом, что является условием для получения высокой эффективности системы. Их можно установить рядом с домом, но вы должны сделать это так, чтобы они не попадали в тень, и наверняка на многих участках это будет невозможно. Это (а также стоимость инвестиций) является веской причиной того, что созданные нами фотоэлектрические системы часто имеют мощность от 1 до 3 кВт. Хотя это может показаться небольшим, стоит подумать, можете ли вы использовать его, прежде чем принять решение о покупке солнечной системы.

Работа фотоэлемента

Свет или электромагнитное излучение, действующее на твердое тело, индуцирует электродвижущую силу, которая вызывает ток в электрической цепи. Это явление было названо фотогальваническим, и было начато создание устройств, которые их используют — фотоэлектрических элементов (в коротких фотоэлектрических элементах). Сегодня на их основе базируются солнечные элеткростанции различной мощности. Широко используются фотоэлектрические устройства — полупроводниковые разъемы, называемые ячейками, изготовленные на основе кремния. Использование этого легкодоступного элемента позволяет получить относительно высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. КПД кремниевых солнечных элементов колеблется от 8 до 25%. Солнечные батареи — домашний аварийный источник питания

Приемники энергии от солнца

Фотогальваническая установка может работать только днем, а наиболее эффективной является высокая интенсивность солнечного излучения. Фотоэлектрические панели, выходящие на юг, достигают максимальной летней мощности в 13.00 (исключая пасмурные дни). На четыре часа раньше или позже мощность солнечной электростанции вдвое меньше. Энергия может накапливаться в батареях, но их использование приводит к значительному увеличению стоимости инвестиций — их приобретение не стоит рассматривать (если фотоэлектрическая установка не должна действовать в качестве аварийного источника энергии). Лучше рассмотреть, какие электрические устройства могут получать энергию в середине дня.

Электрический накопительный водонагреватель

Его преимуществом является возможность хранить горячую воду в изолированном резервуаре, так что вы можете нагреть ее намного раньше, чем она будет использоваться. Однако вместо фотоэлектрических панелей для этого выгоднее использовать солнечные панели (хотя их эксплуатация более хлопотна) — установка будет дешевле, а срок окупаемости будет короче.

Циркуляционный насос в установке с солнечными коллекторами

Обеспечение солнечной энергией является очень хорошей идеей, потому что, кстати, солнце может выступать в роли регулятора — оно приводит насос в действие только тогда, когда работают коллекторы. Однако потребляемая мощность циркуляционного насоса не превышает нескольких десятков ватт, поэтому, несмотря на то, что инвестиции относительно невелики (поскольку силовая панель может быть небольшой), прибыль от ее использования также скромна. Насос потребляет мало энергии — несколько десятков рублей в год. Это может быть достаточно для некоторых, но чем меньше солнечная установка, тем выше ее стоимость единицы (относительно мощности). И если кто-то уже выбирает микроинсталляцию возобновляемой энергии, он, вероятно, хотел бы четко заметить экономические последствия ее работы, и для этого нужна система с большим количеством приемников.

Бытовая техника

Например, холодильник — это определенно стоит рассмотреть среди приемников энергии от фотоэлектрических, потому что, хотя его компрессор работает циклически, он является одним из немногих электрических устройств, которые используются 24 часа в сутки в течение года. Если вы часто пользуетесь стиральной или посудомоечной машиной, они также могут быть включены в список устройств, работающих от солнечной установки. При условии, что они будут работать в течение дня, предпочтительно около полудня, когда интенсивность солнечного излучения максимальна — это позволяет функцию отложенного запуска, которая чаще всего оснащена бытовой техникой.

Кондиционер. Он отлично подходит для работы с солнечной установкой из-за необходимости запуска его в основном при высокой интенсивности солнечной радиации. Следовательно, степень использования энергии от солнечной установки может быть высокой, и из-за высокого энергопотребления кондиционеров экономия является значительной. Механическая вентиляция. Если он работает в течение дня, стоит того, чтобы питать его солнечной энергией — так же, как кондиционер.

Электрическое отопление. Он работает в течение дня, поэтому электроэнергия, произведенная фотоэлектрическими приборами, безусловно, будет использоваться благодаря этому. Но это нужно только с осени до весны, и тогда воздействие солнца не так велико, как летом, поэтому нельзя рассчитывать на тот факт, что доля солнечной энергии в общем количестве энергии, необходимой для операции обогрева, будет очень высокой.

Сотрудничество фотоэлектрических элементов с тепловым насосом (приводимым в действие электричеством) для зимнего отопления, летнего охлаждения и приготовления горячей воды в течение года можно считать особенно полезным. Насос может выполнять все эти энергоемкие функции, а затем он получает энергию, производимую фотоэлектрической установкой круглый год. Такая система обеспечивает максимальное использование энергии из возобновляемых источников.

В дополнение к частым операциям с большими приемниками энергии, стоит также обратить внимание на все меньшие — зарядные устройства для аккумуляторов и телефонных батарей, устройства с дистанционным управлением, оставшиеся в режиме ожидания. Хотя энергопотребление каждого из них кажется незначительным, общее количество уже значимо.