Категорії

Як заощадити на електриці за допомогою сонячних панелей на балконі

Дата

05 січня 2024

Сонячні панелі на балконах економлять гроші господарів

Високі тарифи на електрику змушують громадян шукати можливості якось заощадити. Одне з відповідних і, головне, законних джерел — сонячна енергія. Наше світило щодня виливає на планету величезну кількість теплових променів. Сучасні фотоелектричні технології дають змогу з їхньою допомогою висвітлити житло і навіть користуватися побутовими приладами.

Енергії СЕС не обов'язково вистачає на постачання всіх споживачів, та й дні бувають похмурі. Нічого, економія на оплаті за світло — теж непогано. Спочатку сонячні батареї з'явилися на дахах приватних будинків, і сьогодні вони вже ні в кого не викликають подиву. Але мешканцям квартир теж доступна безкоштовна електроенергія, а в деяких випадках вони можуть навіть заробляти на цьому. Достатньо лише поставити портативні сонячні батареї на балконі або лоджії.

Як влаштовані сонячні батареї і як вони працюють?

Панель сонячна складається з кремнієвих напівпровідникових фотоелектричних комірок. У ній 2 шари, накладені один на інший у вигляді «бутерброда»: позитивний p-type і негативний n-type. Коли на останній падає сонячне світло, матеріал поглинає фотони і нагрівається. Надлишок енергії вивільняє електрони з ядер, на їхньому місці утворюються «дірки». Електрони починають блукати всередині кристалічної решітки. Під дією електричного поля позитивно і негативно заряджені частинки розділяються, з'являється різниця потенціалів. Електрони спрямовуються до позитивного полюса, виникає електричний струм. Якщо приєднати до панелі лампочку з проводами, вона засвітиться.

Які види портативних сонячних панелей застосовуються у квартирах?

Сонячна панель на балкон не робиться з якоїсь особливої конструкції. Тут використовують ті ж типи, які встановлюють на промислових станціях і в приватних домоволодіннях:

Монокристалічні. Для них беруть кристалічний кремній особливо високого ступеня чистоти. Роблять його за складною і дорогою технологією, тому сама панель коштує помітно дорожче за інші моделі. Зате вона ж і найпродуктивніша. ККД доходить до 22%, тому за інших рівних (ступінь освітленості та площа об'єкта) вона генерує більше електричної енергії, порівняно з "конкурентами". Та й інші характеристики на вищому рівні: хороша опірність високим температурам і їхнім перепадам, більша стійкість проти зносу і, багато в чому завдяки цьому, тривалий період роботи. Ці вироби справно служать своїм господарям 30 років і довше.
Полікристалічні. Це «золота середина», тут оптимальне співвідношення «ціна – продуктивність». Така портативна сонячна панель характеризується ефективністю середнього рівня (генерація доходить до 18%) і цілком пристойними фізичними характеристиками. Подібні моделі працюють від 25-ти років, по ходу старіння втрата продуктивності невелика.
Тонкоплівкові. Матеріал — аморфний кремній. Вони легкі, завдяки чому оптимально підходять для конструкцій, не призначених витримувати великі навантаження. За низької інсоляції працюють добре, у спекотний день генерація майже не погіршується. Технологія виготовлення досить проста і недорога, тому що вимагає менше очищеного кремнію. Але є два серйозні нюанси. ККД перебуває в районі 7%, плюс вони не довговічні.
Тонкоплівкові гнучкі. Матеріал — струмопровідні органічні полімери, диселенід галію-меді-індію, синтетика, телурид кадмію. Особливості аналогічні попередній групі. Головна позитивна відмінність — прозорість. Ці моделі можна ставити на вікна.

Якщо при проєктуванні станції з'являться проблеми з розміщенням фотоелементів, то треба взяти до уваги, що виробам з високим ККД для вироблення заданої кількості енергії потрібна менша площа.

Як можна використовувати сонячні панелі — основні варіанти

Як відомо, всі сонячні станції діляться на 3 види:

автономні;
мережеві;
гібридні.

Треті являють собою комбінацію перших двох. Тому в принципі можна вважати, що основних типів два.

Автономне джерело електрики

Ця станція не під'єднана безпосередньо до магістральної мережі й обладнана власним акумулятором. Вдень, під безхмарним небом, сонячна панель виробляє постійний струм і через контролер заряджає батарею, не допускаючи перезаряду. Остання, до речі, вибирається потужніша, щоб вистачило на побутові прилади. АКБ відправляє отриману енергію на інвертор, який перетворює постійний струм на змінний і посилає його на навантаження. На періоди низької інсоляції в схему для підстрахування ввімкнено генератор.

Мережева станція

У такій конструкції немає акумуляторів, зате вона під'єднана до загальної мережі, з якою синхронізований інвертор. Порядок роботи такий. Вдень світло, господарі на роботі, навантаження невелике. Мережева станція виробляє енергію і постачає нею побутові прилади, а надлишки відправляє в мережу за «зеленим тарифом». Якщо подібна опція не реалізована, все одно вигідно. Власник будинку менше платить за світло, тому що інвертор подає на домашнє обладнання насамперед ту енергію, що вироблена «своєю» станцією. І тільки коли її не вистачає, він «додає» струм із загальної мережі. Настає вечір, мешканці приходять додому, вмикають лампи, бойлер, електроплиту, телевізор тощо. Навантаження підскакує, станція з ним уже не справляється, тому основне живлення береться з центральної лінії.

Таким чином, станцію, яка перетворює сонячне світло на електричну енергію, можна застосувати двома способами. Це буде автономне джерело або система, з'єднана з електромережею. У технічному плані і те, і інше реалізується без проблем. Хоча треба зауважити, що перший варіант програє, бо акумулятори доволі дорогі й займають місце у квартирі. У другого є «підводний камінь». Якщо система продукує надлишки, які можна віддавати в міську мережу, то лічильник сприйматиме ці кіловати як отримані і виставить за них додаткову оплату. Тож треба або ставити обмежувач генерації, або, що правильніше, замінити звичайний лічильник на той, що працює у двох напрямках, і підписати договір на продаж енергії за «зеленим тарифом» із відповідною організацією.

Плюси і нюанси сонячної панелі на балконі

Сонячна панель портативна не обов'язково забезпечить повне електропостачання квартири вже хоча б тому, що середня потужність моделей, придатних для встановлення на балкон або лоджію, коливається в межах від 0,3 до 0,5 кВт. Проте, справа ця вигідна:

Власник житла менше залежить від централізованого постачання електроенергії. Сучасні лампочки настільки економні, що навіть 300 – 500 Вт вистачить для того, щоб освітити квартиру. А також увімкнути телевізор, попрацювати на комп'ютері, зарядити павербанк.
Витрати на експлуатацію та ТО невеликі. Компоненти системи легко миються і чистяться.
Працювати станція буде довго. За 3 – 6 років вона повністю окупить свою вартість і почне давати чистий прибуток.
Коли модуль змонтовано на стіні, він покращує тепло- і звукоізоляцію. Якщо на вікні у вигляді жалюзі або як навіс — дає додаткову тінь.

Ну і, нарешті, таке рішення забезпечує квартиру чистою екологічною енергією і робить посильний внесок в економію ресурсів. З головних нюансів називають необхідність початкових витрат і той факт, що взимку або пізно ввечері, а також коли сонце закрите чорними хмарами генерація помітно падає.