Как сэкономить на электричестве с помощью солнечных панелей на балконе

Солнечные панели на балконах экономят деньги хозяев

Высокие тарифы на электричество заставляют граждан искать возможности как-то сэкономить. Один из подходящих и, главное, законных источников — солнечная энергия. Наше светило ежедневно изливает на планету огромное количество тепловых лучей. Современные фотоэлектрические технологии позволяют с их помощью осветить жилище и даже пользоваться бытовыми приборами.

Энергии СЭС не обязательно хватает на снабжение всех потребителей, да и дни бывают пасмурные. Ничего, экономия на оплате за свет — тоже неплохо. Сначала солнечные батареи появились на крышах частных домов и сегодня они уже ни у кого не вызывают удивления. Но жильцам квартир тоже доступна бесплатная электроэнергия, а в некоторых случаях они могут даже зарабатывать на этом. Достаточно лишь поставить портативные солнечные батареи на балконе или лоджии.

Как устроены солнечные батареи и как они работают?

Солнечная панель состоит из кремниевых полупроводниковых фотоэлектрических ячеек. В ней 2 слоя, наложенные один на другой в виде «бутерброда»: положительный p-type и отрицательный n-type. Когда на последний падает солнечный свет, материал поглощает фотоны и нагревается. Избыток энергии высвобождает электроны из ядер, на их месте образуются «дырки». Электроны начинают блуждать внутри кристаллической решетки. Под действием электрического поля позитивно и негативно заряженные частицы разделяются, появляется разность потенциалов. Электроны устремляются к положительному полюсу, возникает электрический ток. Если присоединить к панели лампочку с проводами, она засветится.

Какие виды портативных солнечных панелей применяются в квартирах?

Солнечная панель на балкон не делается из какой-то особенной конструкции. Здесь используют те же типы, которые устанавливают на промышленных станциях и в частных домовладениях:

• Монокристаллические. Для них берут кристаллический кремний особо высокой степени чистоты. Делают его по сложной и дорогой технологии, так что сама панель стоит заметно выше прочих моделей. Зато она же и самая продуктивная. КПД доходит до 22%, поэтому при прочих равных (степень освещенности и площадь объекта) она генерирует больше электрической энергии, по сравнению с «конкурентами». Да и остальные характеристики на высшем уровне: хорошая сопротивляемость высоким температурам и их перепадам, большая устойчивости против износа и, во многом за счет этого, длительный период работы. Эти изделия исправно служат своим хозяевам 30 лет и дольше.
• Поликристаллические. Это «золотая середина», здесь оптимальное соотношение «цена – продуктивность». Такая портативная солнечная панель характеризуется эффективностью среднего уровня (генерация доходит до 18%) и вполне приличными физическими характеристиками. Подобные модели работают от 25-ти лет, по ходу старения потеря продуктивности небольшая.
• Тонкопленочные. Материал — аморфный кремний. Они легкие, за счет чего оптимально подходят для конструкций, не предназначенных выдерживать большие нагрузки. При низкой инсоляции работают хорошо, в жаркий день генерация почти не ухудшается. Технология изготовления достаточно простая и недорогая, потому что требует меньше очищенного кремния. Но есть два серьезных нюанса. КПД находится в районе 7%, плюс они не долговечные.
• Тонкопленочные гибкие. Материал — токопроводящие органические полимеры, диселенид галлия-меди-индия, синтетика, теллурид кадмия. Особенности аналогичные предыдущей группе. Главное положительное отличие — прозрачность. Эти модели можно ставить на окна.

Если при проектировании станции появятся проблемы с размещением фотоэлементов, то надо принять во внимание, что изделиям с высоким КПД для выработки заданного количества энергии нужна меньшая площадь.

Как можно использовать солнечные панели — основные варианты

Как известно, все солнечные станции делятся на 3 вида:

• автономные;
• сетевые;
• гибридные.

Третьи представляют собой комбинацию первых двух. Поэтому в принципе можно считать, что основных типов два.

Автономный источник электричества

Эта станция не подключена напрямую к магистральной сети и оборудована собственным аккумулятором. Днем, под безоблачным небом, солнечная панель вырабатывает постоянный ток и через контроллер заряжает батарею, не допуская перезаряда. Последняя, кстати, выбирается помощнее, чтобы хватило на бытовые приборы. АКБ отправляет полученную энергию на инвертор, который преобразовывает постоянный ток в переменный и посылает его на нагрузку. На периоды низкой инсоляции в схему для подстраховки включен генератор.

Сетевая станция

В такой конструкции нет аккумуляторов, зато она подключена к общей сети, с которой синхронизирован инвертор. Порядок работы следующий. Днем светло, хозяева на работе, нагрузка небольшая. Сетевая станция вырабатывает энергию и снабжает ею бытовые приборы, а излишки отправляет в сеть по «зеленому тарифу». Если подобная опция не реализована, все равно выгодно. Владелец дома меньше платит за свет, потому что инвертор подает на домашнее оборудование в первую очередь ту энергию, что выработана «своей» станцией. И только когда ее не хватает, он «добавляет» ток из общей сети. Наступает вечер, жильцы приходят домой, включают лампы, бойлер, электроплиту, телевизор и т.п. Нагрузка подскакивает, станция с ней уже не справляется, поэтому основное питание берется из центральной линии.

Таким образом, станцию, которая преобразовывает солнечный свет в электрическую энергию, можно применить двумя способами. Это будет автономный источник или система, соединенная с электросетью. В техническом плане и то, и другое реализуется без проблем. Хотя надо заметить, что первый вариант проигрывает, потому что аккумуляторы довольно дорогие и занимают место в квартире. У второго есть «подводный камень». Если система продуцирует излишки, которые можно отдавать в городскую сеть, то счетчик будет воспринимать эти киловатты как полученные и выставит за них дополнительную оплату. Так что надо либо ставить ограничитель генерации, либо, что более правильно, заменить обычный счетчик на работающий в двух направлениях и подписать договор на продажу энергии по «зеленому тарифу» с соответствующей организацией.

Плюсы и нюансы солнечной панели на балконе

Солнечная панель портативная не обязательно обеспечит полное электроснабжение квартиры уже хотя бы потому, что средняя мощность моделей, пригодных для установки на балкон или лоджию, колеблется в пределах от 0,3 до 0,5 кВт. Тем не менее, дело это выгодное:

• Владелец жилья меньше зависит от централизованного снабжения электроэнергией. Современные лампочки настолько экономны, что даже 300 – 500 Вт хватит для того, чтобы осветить квартиру. А также включить телевизор, поработать на компьютере, зарядить пауэрбанк.
• Затраты на эксплуатацию и ТО небольшие. Компоненты системы легко моются и чистятся.
• Работать станция будет долго. За 3 – 6 лет она полностью окупит свою стоимость и начнет давать чистую прибыль.
• Когда модуль смонтирован на стене, он улучшает тепло- и звукоизоляцию. Если на окне в виде жалюзи или в качестве навеса — дает дополнительную тень.

Ну и, наконец, такое решение обеспечивает квартиру чистой экологичной энергией и вносит посильный вклад в экономию ресурсов. Из главных нюансов называют необходимость первоначальных затрат и тот факт, что зимой или поздним вечером, а также когда солнце закрыто черными тучами генерация заметно падает.

Рекомендации по выбору и месту монтажа солнечных батарей

Солнечные панели для установки на лоджии или на балконе выбирают обычно поликристалические. Они дешевле монокристалла и хорошо работают при неидеальной инсоляции. Последнее особенно важно, если конструкция монтируется не на южной стороне дома. На северной лучше не ставить вообще.

Модуль крепится на лоджии или балконе в виде облицовки. Жильцы последних этажей могут зафиксировать его на балконной крыше. Иногда монтируют на стене, но тогда надо качественно сделать крепление, иначе штормовой ветер его просто сдует. Можно поставить портативные солнечные батареи на окна с внутренней стороны. Только в этом случае снизится КПД и в комнате станет темнее.