Чем полезны солнечные батареи 3 класс
Современные технологии могут обеспечить для владельцев загородных домов практически полную автономию. Глубинные насосы и отопительные котлы длительного горения позволяют не зависеть больше от коммунальных служб. Однако, неотъемлемой частью любого дома является электричество, и до недавнего времени энергетические компании могли диктовать свои условия.
Бытовая солнечная батарея для дома обеспечивает полную автономность жилища, и, из некогда недоступных для простого обывателя устройств, перешла в категорию весьма нужного и довольно популярного товара.
Чем полезны бытовые солнечные батареи?
Главный плюс солнечных элементов — полная их экологичность и возможность получения бесплатной электроэнергии. Эффективность установок практически не зависит от региона использования (солнечный свет есть повсюду), а их компактность и современный вид впишутся в дизайн практически любого участка.
Стоит всего лишь один раз купить бытовые солнечные батареи и получать в дальнейшем электроэнергию бесплатно. Особенности электроустановок делают возможным круглосуточное использование электричества, и в большинстве случаев необходимость в централизованном источнике электроэнергии полностью отпадает.
Как работают бытовые солнечные батареи для дома
Установка состоит из нескольких элементов:
- Солнечные панели, вырабатывающие электроэнергию под воздействием солнца.
- Аккумуляторы, накапливающие её.
- Контроллеры заряда, обеспечивающие должный заряд аккумуляторов.
- Повышающий трансформатор, генерирующий номинальное напряжение 220 вольт.
Пока стоимость бытовых солнечных батарей не позволяют использовать их повсеместно, ведь срок их окупаемости составляет порядка 5–10 лет, в зависимости от потребления электроэнергии.
Однако, не так давно Китай взялся за масштабное производство солнечных элементов, и в ближайшем будущем стоит ожидать, что на бытовые солнечные батареи цена существенно снизится.
Насколько выгодна солнечная батарея для бытовых нужд
Комплект для самостоятельной сборки солнечных батарей мощностью порядка 2 Квт обойдётся около 25 тысяч рублей. Стоимость бензинового генератора вдвое ниже, но:
- Срок его службы значительно меньше солнечных элементов (для поликристаллических моделей он установлен в 50 лет).
- Он является источником повышенного шума.
- Его работа сопряжена с выбросом ядовитых веществ в атмосферу.
- Постоянно необходимо контролировать уровень топлива в баке.
- Помимо затрат на покупку, требуется тратить средства на его работу.
Стоимость бытовых солнечных батарей
Исходя из этого, даже завышенная на первый взгляд на бытовые солнечные батареи для дома цена делает их намного эффективнее и удобнее в эксплуатации, чем прочие источники электроэнергии.
Идеальный вариант для их использования — не подключённая к центральной электросети дача. Бесшумная и не требующая контроля работа солнечных батарей сделает отдых максимально комфортным.
Единственные затраты, связанные с эксплуатацией оборудования — замена аккумуляторов. В условиях интенсивного использования, периодичность замены составляет 3–5 лет, и даже с учётом этого есть определённая выгода в долгосрочной перспективе.
Источник
Анонимный вопрос · 12 октября 2018
17,7 K
«Малоэтажная страна» — крупнейшая в России круглогодичная выставка домов, сделанная в… · m-strana.ru
На сегодняшний день преимущества и недостатки солнечных батарей, позволяют говорить об этих источниках энергии, как о самых перспективных на ближайшее будущее.
Преимущества солнечных батарей
- Самый первый плюс — это неиссякаемость и вседоступность источника энергии. Солнце есть практически в любой точке планеты и в ближайшее время, оно не собирается никуда пропадать. Если этот источник энергии пропадёт, то нас уже точно не будет волновать вопрос откуда взять электроэнергию.
- Второе достоинство солнечных батарей — это их экологичность. Каждый потребитель, борющийся за здоровье родной планеты, считает своим долгом приобрести экологичные источники энергии типа ветряка или, в нашем случае — солнечные панели. Но здесь так же как с электромобилями. Сами-то по себе батареи экологичны, но при их производстве, а также при производстве аккумуляторов, электростанций и различных проводников, используются токсичные вещества, которые загрязняют окружающую среду.
- Кстати, говоря о сравнении с ветряками, солнечные панели намного тише. Они вообще не издают никаких звуков в сравнении с шумными ветряками.
- Износ батарей происходит очень медленно, ведь здесь нет подвижных частей, если только Вы не используете в своей системе приводы, которые поворачивают солнечные элементы в сторону источника энергии. Тем не менее, даже с такой системой, солнечные панели служат до 25 лет и даже больше. Только после этого срока, если батареи качественные, у них начинает падать КПД и постепенно их нужно заменять на новые. Кто знает какие технологии будут через четверть века? Возможно, следующих батарей Вам хватит до конца жизни.
- Устанавливая такой источник энергии для дома, вы не будете думать о том, что поставщик энергии внезапно по техническим причинам отрежет ваш дом от энергоснабжения. Вы всегда сам себе хозяин. Точнее своей системе подачи электричества. Нет проблем ни с внезапным повышением цен, ни с транспортировкой энергии.
- После того, как ваша энергетическая солнечная электростанция окупится, вы будете получать по сути бесплатную энергию в дом. Конечно, сначала за определённый период, нужно отбить вложения.
- Ещё одно преимущество солнечных электростанций — возможность наращивания. Вопрос упирается только в доступную для Вас площадь. Именно модульность батарей позволяет беспрепятственно в случае необходимости увеличивать мощность системы. Необходимо просто добавить новые солнечные панели и запитать их в систему. Хотя эти преимущества солнечных электростанций перекрываются существенной проблемой, а именно необходимостью оборудования больших площадей. Речь идёт о квадратных километрах солнечных элементов.
- Солнечная панель не потребляет никакого топлива, а значит вы не зависите от цен на топливо, также как не зависите от поставок топлива. Плюсы солнечных батарей также в беспрерывной подаче электроэнергии.
Минусы и недостатки солнечных батарей
Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выбореисточника энергии. Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной.
- Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций, которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.
- Низкий уровень КПД. Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.
- В странах СНГ солнечные батареи достаточно дорогое удовольствие, ведь государство не поддерживает покупку таких источников энергии и никак не дотирует стремление своих граждан к “зелёной” энергии. Конечно, за рубежом ситуация значительно лучше. Ведь те же США заинтересованы в переходе страны на экологически чистые источники энергии.
- Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата. Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи. Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии. Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.
- Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность.
- Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.
- Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади. Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.
Стажер исследователь ОИВТ РАН, лаборатория водородной и возобновляемой энергетики… · t.me/century_arch
Из плюсов.
В первую очередь, конечно же доступность «топлива» неважно где вы живете, так или иначе днем светло, значит какое то количество энергии получить можно даже в самую пасмурную погоду.
По поводу экологичности есть небольшое но, сама по себе солнечная панель, конечно, не выбрасывает в атмосферу ничего вредного, но в процессе создания кремневых… Читать далее
Я бы добавил что у дорогих инверторов КПД не определен по умолчанию так как изоляция от соляции не имеет… Читать дальше
Разбираюсь в менеджменте знаний, аниме, терминах, и общественных механизмах.
Плюсы.
1. Свет почти бесконечный источник энергии (5 милиардов лет в запасе)
2. Экологичность эксплуатации
Минусы.
1. Цена за мегават
2. Не экологичность производста и утилизации
3. Акамуляторы в ночное время суток
4. Низкое КПД
5. Зависемость от погоды
6. Зависемость от вашего положение на планете
7. Размеры на мегават
8. Обслуживание
Реальный опыт… Читать далее
Минусов я не вижу нужно только понять для чего их использовать, возможно то что готовых решений по допустимой цене нет, но ведь можно колхозить и делать самому это не легко но это хороший полезный навык несущий в себе кучу знаний. а техническую стороны лучше искать самостоятельно по потребностям.
Можно ли сравнить крону деревьев с солнечными батареями, которые деревья распускают для захвата солнечной энергии?
Сусанна Казарян, США, Физик
Вот сравнение эффективностей фотосинтеза и Солнечных батарей.
Эффективность фотосинтеза, преобразующего энергию света в химическую энергию, равна приблизительно 10%. При этом фотосинтез выходит на насыщение при увеличении интенсивности света и достигает максимума при 100 Вт/м². Данные взяты отсюда.
Эффективность Солнечных батарей, преобразующих Солнечную энергию в электрическую энергию, начинается с 10% и достигает до 40÷45% в зависимости от типа батареи. Данные отсюда.
Но преимущество технологии человека (45%) перед творчеством природы (10%) лишь кажущая. Природа (Эволюция) не ставила своей целью максимальную эффективность преобразования Солнечной энергии. Представьте себе, если бы эффективность фотосинтеза была бы 50%. Тогда в лесу у поверхности грунта из-за отсутствие рассеянного листьями света и тепла доставлялось бы почти в 2 раза меньше Солнечной энергии. Думаю, лесные обитатели не очень бы обрадовались этому.
Прочитать ещё 1 ответ
Что будет если подать электричество на солнечную панель?
⚡Информационный сайт «Заметки Электрика». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудов… · asutpp.ru
Все зависит от конкретных условий, в которых вы произведете подобную операцию. Солнечная батарея и так генерирует электрическую энергию, поэтому сама является источником, даже при незначительном освещении, которое вы будете использовать с целью проведения эксперимента.
Если представить себе идеальное затемнение самой солнечной панели, то подключение такого же по форме и величине напряжения приведет либо к протеканию электрического тока, как через обычный p – n переход, при прямом включении либо к запиранию диода при обратном включении. Та же картина возможна при подаче переменного напряжения эквивалентной величины.
Если подаваемое напряжение значительно превысит номинал p – n перехода, то результатом подключения солнечной панели будет пробой с полным выходом со строя. Если вы хотели знать, появится ли свет с панели, то этого не произойдет, солнечные батареи не работают в обратном режиме. Также стоит заметить, что на практике многие солнечные батареи подключаются через инвертор, поэтому если подать напряжение через него, не факт, что он пропустит потенциал в обратном направлении.
Прочитать ещё 1 ответ
Приблизительно через какое время мы колонизируем Солнечную систему?
Очень нескоро, сотни потомков Илона Маска не хватит. Колонизация другой планеты подразумевает собою полноценную жизнь на ней, удобную и чтобы стоила она всех тех трат. Сейчас мы имеем возможность (и то дай бог) поставить дом на Марсе, где человек будет куковать, а на улицу выйти сможет только в скафандре, ненадолго и чтобы посмотреть на пустошь и зайти назад. Нил Деграс Тайсон говорил, что, чего бы нам ни стоило придумать новый источник энергии, залатать дыры в озоновом шаре, разрушить летящий в нас метеорит и успокоить вулкан, всё это нам стоит сделать гораздо и дешевле и проще, чем колонизировать другую планету. Нужно ведь не просто создать там атмосферу, путём ядерной бомбардировки, а ещё и сделать её хотя бы на 1% комфортной как Земля, а иначе, зачем мне лететь так далеко и выращивать картошку, а потом повесится через неделю от скуки и пустоши за окном. Как я сказал выше, даже если будет перенаселение или глобальные катаклизмы, то их мы все сможем решить очень просто, потому что такие мелочи, как еда для 20 миллиардов людей или замена нефти — это просто плёвое дело, относительно создания водоёмов, флоры и фауны на прежде пустынной планете. На другие планеты то мы полетим, но с целью добычи ресурсов на них, а иначе это глупая затея для попила бюджета.
Прочитать ещё 1 ответ
Может ли повсеместное использование ветрогенераторов и солнечных батарей полностью заменить традиционные «грязные» электростанции?
⚡Информационный сайт «Заметки Электрика». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудов… · asutpp.ru
На данный момент, даже с теоретической точки зрения это маловероятно. Да, применение солнечных батарей и ветряных электростанций позволяют избежать сжигания топлива в больших объемах, выбросов продуктов сгорания в атмосферу. Однако ситуация является не такой уж однозначной, если рассмотреть ее с точки зрения постоянства источников освещения и ветра, получается что генерация электроэнергии происходит с попеременным успехом. В зависимости от солнечной активности и силы ветра, а в некоторых ситуациях, с их полным отсутствием, ветряные и солнечные электростанции не смогут реализовать свою полную мощность.
Поэтому Всему миру придется перейти на установку фотоэлементов и лопастей практически в каждом доступном уголке, накапливать электричество в аккумуляторах и постоянно зависеть от погодных условий. Вряд ли такая ситуация может полностью заменить традиционные тепловые или атомные электростанции. Да и о чистоте солнечных и ветровых источников в контексте их повсеместной установки также говорить не приходится – продукты использования фотоэлементов могут в значительной мере засорять окружающую среду, а монтажные работу могут нарушить всю экосистему.
Хочу отметить, что вопрос актуальности замены традиционных способов получения электрической энергии, во многом зависит от финансовой целесообразности реализации такого проекта. Как только этот проект станет настолько выгодным, он начнет вытеснять ТЭС и АЭС. Сегодня же мы видим лоббирование «зеленой» энергетики в ряде государств, где у владельцев солнечных панелей и ветрогенераторов электричество скупается по завышенной стоимости.
Прочитать ещё 3 ответа
Источник
Доклад на тему:
«Экономическая целесообразность использования
солнечной батареи»
СЛАЙД 2
Актуальность. Энергосберегающие технологии для дома очень актуальны на сегодняшний момент. Современность нас заставляет думать об экономии электроэнергии, воды, тепла и так далее. Одним из способов экономии ресурсов является использование солнечной батареи, поскольку плата за электроэнергию достаточно высокая.
СЛАЙД 3
Цель работы: изучение эффективности использования солнечной батареи в домах сельской местности.
Задачи:
изучить литературу по теме исследования, с целью поиска данных;
обобщить, проанализировать и систематизировать информацию;
провести экономические расчеты;
подготовить презентацию и доклад на выбранную тему;
сделать выводы.
СЛАЙД 4
Объект исследования: солнечная батарея.
Предмет исследования: эффективность использования солнечной батареи с точки зрения энергосбережения.
СЛАЙД 5
Человечеству нужна энергия, причем потребность в ней увеличивается с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны.
В связи с указанными проблемами становится все более необходимым использовать нетрадиционных энергоресурсов, в первую очередь: солнечной, ветровой, геотермальной энергии, наряду с внедрениями энергосберегающих технологий.
СЛАЙД 6
Наиболее приемлемым для нашего региона является использование солнечной энергии.
Устройством для преобразования солнечной энергии в электрическую является солнечная батарея.
СЛАЙД 7
Немного из истории…
Начальной точкой развития солнечных батарей является 1839 год, когда был открыт фотогальванический эффект. Это открытие было сделано Александром Эдмоном Беккерелем.
Через сорок четыре года после открытия Беккереля, в 1883 году, Фриттс сконструировал первый модуль с использованием солнечной энергии.
Исследователь пришёл к выводу, что его модуль лишь минимально (не более одного процента) может преобразовывать солнечную энергию в электричество.
СЛАЙД 8
Разумеется, до создания современных солнечных батарей было ещё далеко. В течение последующих десятилетий это направление научных исследований развивалось.
Уже в 1954 году группа американских учёных добилась КПД, достигающего шести процентов. В этом году свет увидела первая кремниевая солнечная батарея.
В 1958 году солнечная батарея стала основным источником получения электроэнергии на космических аппаратах, как на советских, так и на американских. Но приборы продолжали совершенствовать.
Успешное и стабильное производство было налажено только в конце восьмидесятых. Сегодня выпускаемые солнечные батареи имеют КПД, немногим, превышающий двадцать процентов.
СЛАЙД 9
Принцип работы солнечной батареи.
Преобразование энергии в фотоэлектрическом преобразователь основано на фотоэффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.
Фотоэффект — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения).
СЛАЙД 10
Сердцем фотоэлемента является кремниевый кристалл. Панель преобразователя состоит из двух тонких пластин из чистого кремния, сложенных вместе. На одну пластину наносят бор, а на вторую фосфор. В слоях, покрытых фосфором, возникают свободные электроны, а в покрытых бором – отсутствующие электроны. Под влиянием солнечного света электроны начинают движение частиц, и между ними возникает электрический ток. Чтобы снять ток с пластин их пропаивают тонкими полосками специально обработанной меди. Одной кремниевой пластины хватит для зарядки маленького фонарика. Соответственно, чем больше площадь панели, тем больше энергии она вырабатывает.
Спаянные между собой пластины,пропускающие ультрафиолетовые лучи, ламинируют пленкой и крепят на стекло. Скрепленные слои заключают в алюминиевую раму.
СЛАЙД 11
Преимущества солнечных батарей
– они полностью безвредны как для человека, так и для окружающей среды. Они не загрязняют атмосферу;
– для них не нужно топливо – они используют естественные природные ресурсы. Таким образом, достаточно только один раз купить и установить солнечную батарею, и больше не потребуется никаких затрат;
– солнечные батареи удобны в транспортировке;
– способствует бесперебойному электроснабжению жилого дома;
– такие батареи долговечны, у них большой срок службы – не менее 25 лет. При этом солнечные батареи не требуют особенного обслуживания. Достаточно периодически протирать их поверхность от загрязнений.
СЛАЙД 12
Недостатки солнечных батарей
– высокая стоимость батарей. Из-за высокой цены они не могут быть доступны для всех желающих;
– недостаточный КПД. 1 кв. метр площади солнечной батареи производит около 120 Вт полезной мощности. А этого не хватит даже для того, чтобы включить компьютер. То есть, одной солнечной батареей ты не ограничишься, придется докупать еще блоки. А это дополнительные расходы;
– зимой, в пасмурную погоду и ночью такой способ получения энергии малоэффективен, ведь для солнечных батарей необходимо солнце! Придется или сидеть без света, или пользоваться дополнительными источниками энергии;
– для приборов, которые потребляют большую мощность, солнечные батареи не подходят.
СЛАЙД 13
Нередко возникают споры о том, целесообразно ли использовать солнечные батареи для электроснабжения жилища. На первый взгляд кажется, что энергия солнца — дармовая, бесплатная. Но оборудование для превращения этой энергии в электричество стоит довольно дорого. Для того, чтобы ответить на этот вопрос мы решили провести экономический анализ.
Солнечная батарея достаточной мощностью для бесперебойной работы всех электроприборов в течение суток на протяжении календарного года в комплекте с аккумулятором, инвертором и контролером заряда будет стоить 90тысяч рублей. Ее срок эксплуатации составляет 20 лет. Это период, в течение которого завод изготовитель гарантирует исправность устройства. В действительности солнечная батарея может работать бесконечно долго, в ней просто нечему ломаться. Уход за нею состоит лишь в периодической очистке поверхности от пыли и грязи, неизбежной в любых климатических условиях.
СЛАЙД 14
Тариф за 1 кВт электроэнергии в сельской местности стоит 2,04 руб.
В среднем в месяц если будем расходовать 360 кВт , то наши расходы будут составлять 734,4 руб., а в год — 4320 кВт = 8812,8 руб.
Исходя из срока службы солнечной батареи мы рассчитаем затраты на оплату электроэнергии за 20 лет
8812,8 руб. * 20 лет = 176 256 руб.
СЛАЙД 15
Если сравнить затраты на приобретение солнечной батареи и затраты на оплату электроэнергии за 20 лет, мы можем сделать вывод, что использование солнечной батареи экономически выгоднее в 2 раза.
СЛАЙД 16
Проведя данную работу, изучив литературу, мы можем сказать, что солнечные батареи, конечно вряд ли смогут полностью удовлетворить потребности хозяйства в электричестве, но, без сомнения, станет чувствительным фактором экономии семейного бюджета. Они способствуют ресурсосбережению и являются экологически безвредным устройством.
СЛАЙД 17
Спасибо за внимание!
Источник