Svarkin-spb.ru

Солнечные батареи для промышленных объектов

Солнечные электростанции

Солнечные электростанции СЭ с аккумуляторами относятся к автономным источникам электропитания и успешно зарекомендовали себя в условиях когда невозможно подключиться к электросети, например на этапе строительства или на удаленных объектах, или когда расходы по подключению превышают стоимость альтернативных источников электропитания.
В течение дня, солнечные электростанции заряжают аккумуляторы, а затем накопленная энергия по мере надобности подается на ввод. Контроллер, встроенный в СЭ компании “Мегапром”, обеспечивает заряд АКБ с температурной компенсацией по алгоритмам, предписанным и предохраняет АКБ от чрезмерного разряда , а также и другие функции.
В зависимости от требований к функционированию системы возможны произвольные сочетания мощности солнечной батареи, ёмкости АКБ и её типа, а также типа контроллера. Удобство солнечных электростанций заключается в их небольшом весе, компактности , мобильности и простоте установки . СЭ может устанавливаться на крыше автомобилей, зданий, на стенах, рекламных щитах, на столбах и опорах.
Для установки солнечных электростанций не требуется рытьё траншей, прокладка кабелей, трудоёмкое и дорогостоящее подключение к электросетям .

Область применения: автономная солнечная электростанция предназначена для автономного питания потребителей различного назначения в пределах ее энергетических возможностей.

  • Специальное светосигнальное освещение дорог и высотных объектов.
  • Аварийное и локальное освещение и декоративное освещение;
  • Системы безопасности и аварийное энергоснабжение;
  • Энергоснабжение объектов на этапе строительства;
  • Энергоснабжения мобильных светофоров, дорожных знаков, нерегулируемых
    пешеходных переходов.
  • Энергоснабжение автономных датчиков и систем фотофиксации нарушений,
    неохраняемых железнодорожных переездов;
  • Зарядка автономного инструмента, ноутбуков, аккумуляторных батарей.

Внимание! При заказе солнечной электростанции необходимо убедиться, что мощность солнечной панели достаточна для работы нагрузки в течении заданного промежутка времени, зависящее от количества солнечных дней в году в регионе монтажа оборудования.
Для правильного выбора мощности солнечной электростанции проконсультируйтесь, пожалуйста, с менеджером.

Внешний вид Наименование Технические характеристики Описание Цена базовая
с НДС
Профессиональные автономные солнечные электростанции универсальные АСЭУ
( Программируемый режим работы нагрузки. Индивидуальные решения, специализированный контроллер заряда и управления.)
Солнечная электростанция АСЭУ (арт.78)

Профессиональная автономная солнечная электростанция универсальная АСЭУ (СЭУ), сбалансированное соотношение мощности СБ и АКБ с учетом климатических особенностей большинства регионов РФ.
• Мощность солнечной батареи от 20Вт до 500Вт.
• Емкость АКБ (при 12В) от 17 А/ч до 400 А/ч .
• Напряжение выходное: постоянное 12В (или 24В для АСЭУ-2)
• Режим работы нагрузки (согласовывается индивидуально при заказе):
– Круглосуточное электропитание 24ч,
– Режим “День-Ночь” от фотопанели или независимого фотодатчика,
– Опция Режим “День-Ночь” программируемый по графику (+2000 руб),
– Опция расширенного программирования режимов работы, контроллер КБС-10 (+5000 руб).
• Опция радиосинхронизации и/или кнопочного управления под заказ (цена договорная)
• Модернизированная АСЭУ , с учетом ТЗ заказчика (цена договорная)
Базовые модификации (цена с НДС):
AСЭУ-1-30(40)/33/12 (арт.78-6290) – 31 000 руб.
AСЭУ-1-50/33/12
(арт.78-5942) – 33 000 руб.
AСЭУ-1-60/55/12
(арт.78-5943) – 41 000 руб.
AСЭУ-1-60/65/12
(арт.78-5924) – 45 000 руб.
AСЭУ-1-100/65/12 (арт.78-6292) – 50 000 руб.
AСЭУ-1-100/100/12
(арт.78-5926) – 54 000 руб.
AСЭУ-1-150/100/12
(арт.78-5927) – 65 000 руб.
AСЭУ-1-150/150/12
(арт.78-5928) – 71 000 руб.
AСЭУ-2-200/300/24
(арт.78-5925) – 120 000 руб.
AСЭУ-2-300/300/24
(арт.78-5929) – 145 000 руб.
AСЭУ-2-500/400/24
(арт.78-5930) – 195 000 руб.
AСЭУ(специсполнение) (арт.78-3961) – под заказ по ТЗ.

Полимерные солнечные батареи

Солнечные батареи хоть и экологически чистые, но при этом – весьма дорогие. Ученые нашли им альтернативу – полимерные солнечные батареи. О том, что это такое, рассказано в статье.

Человек, хотя бы немного интересующийся солнечной энергетикой, прекрасно представляет себе, что такое солнечная батарея – это совокупность большого количества фотоэлементов, укрепленных на какой-либо поверхности.

Фотоэлемент представляет собой полупроводниковое устройство, которое преобразует энергию Солнца в электрический ток. Фотоэлементы «традиционных» солнечных батарей производят из кремния. Процесс производства таких батарей сложен и весьма дорог. Несмотря на то, кремний – это очень распространенный элемент и что в земной коре содержится около 20% кремния, процесс превращения исходного песка в высокочистый кремний очень сложен и дорог.

Кроме того, порой возникают проблемы с утилизацией отработанных фотоэлементов, поскольку в этих фотоэлементах помимо кремния содержится еще и кадмий. И наконец, кремниевые фотоэлементы по мере работы сильно нагреваются. После чего их производительность начинает снижаться. Поэтому кремниевым батареям помимо фотоэлементов требуются еще и дорогостоящие системы охлаждения. Подобнее об этом смотрите здесь: Как устроены и работают солнечные батареи. Все это заставило ученых искать более эффективные способы преобразования солнечной энергии.

Альтернативой кремниевым солнечным батареям могут стать полимерные солнечные батареи. Это новая технология, над развитием которой работают десятки научно-исследовательских институтов и фирм по всему миру. Смотрите также: Новые технологии. Токопроводящий пластик

Полимерный фотоэлемент – это пленка, которая состоит из активного слоя (полимера), электродов из алюминия, гибкой органической подложки и защитного слоя. Для создания рулонных полимерных солнечных батарей отдельные пленочные фотоэлементы объединяют между собой.

Достоинства полимерных солнечных батарей по сравнению с обычными кристаллическими: компактность, легкость, гибкость. Такие батареи недороги в производстве (для их изготовления не используется дорогой кремний) и экологичны, так как они оказывают на окружающую среду менее значительное влияние.

Недостаток пока один – эффективность преобразования солнечной энергии полимерных солнечных батарей пока очень низкий. Этот недостаток и ограничивал создание таких батарей на уровне образцов-прототипов.

В настоящее время, наибольший коэффициент полезного действия полимерных солнечных батарей удалось добиться Алану Хигеру из центра полимеров и органических твёрдых частиц университета Калифорнии в Санта-Барбаре (семь лет назад он получил Нобелевскую премию по химии за открытие и развитие проводящих полимеров) и Кванхе Ли из корейского института науки и технологии в Гванджу.

Их солнечная батарея имеет КПД в 6,5% при освещённости в 0,2 ватта на квадратный сантиметр. Это самый высокий уровень, достигнутых для солнечных батарей из органических материалов. И хотя лучшие кремниевые солнечные батареи имеют КПД 40%, тем не менее к полимерным батареям во всем мире проявляют очень сильный интерес. Правда технология производства таких батарей находится пока еще в ранней стадии своего развития.

Первые полимерные батареи в промышленных масштабах начали выпускать в Дании.

Совсем недавно датская компания «Mekoprint A/S» запустила первую линию, на которой будут производится полимерные солнечные батареи. Компания около 10 лет занималась проектно-конструкторскими работами и вот теперь готова к массовому выпуску таких батарей.

Производство заключается в многослойной печати солнечного фотоэлемента на гибкую пленку, которую затем можно скручивать, разрезать и делать из пленки солнечные батареи абсолютно любых размеров.

По заявлениям специалистов компании, основной плюс полимерных батарей – это их дешевизна. Их производство обойдется компании как минимум в 2 раза дешевле, чем производство обычных, кремниевых батарей. Это обстоятельство, в свою очередь, скажется на рыночной стоимости полимерных батарей и в результате они станут намного доступнее.

Вторым плюсом полимерных батарей является их потрясающая гибкость. Такую батарею – можно резать ножом, можно сворачивать в трубку, можно наклеить на любую поверхность совершенно произвольной формы.

При желании такую батарею можно наклеить даже на одежду (что и было однажды проделано датскими специалистами). Полимерная батарея была наклеена на обычную шапку. И в солнечную погоду мощности батареи вполне хватало на то, чтобы от нее работал небольшой переносной радиоприемник.

И наконец, нельзя не упомянуть и о чистоте процесса производства таких батарей. Оказывается. их производство не вреднее, чем производство обычной пластиковой посуды и о вредных выбросах в атмосферу, происходящих при производстве обычных батарей из кремния скоро можно забыть.

Вполне возможно, что через какое-то время мы забудем о газе и угле, так как при дальнейшем развитии этой технологии вполне возможно что вырабатываемая электроэнергия с использованием солнечных полимерных батарей окажется дешевле процесса получения электроэнергии путем сжигания традиционных энергоносителей.

Солнечные батареи. Виды и устройство. Работа и применение

В последнее время активно развиваются технологии получения альтернативной энергии. Это солнечные батареи (СБ), ветровые станции и ряд иных устройств. Особенно перспективными считаются СБ или так называемые фотоэлектрические панели, ведь с учетом почти вечной жизни солнца такая энергия является неисчерпаемой. Несмотря на их пока что сравнительно высокую стоимость, они обеспечивают получение бесплатной и экологически чистой энергии. Тем не менее, цены на СБ год из года снижаются, что свидетельствует о больших перспективах их повсеместного внедрения.

Устройство солнечных батарей

Солнечная батарея представляет систему полупроводниковых устройств в виде фотоэлектрических преобразователей, которые преобразуют энергию солнца в постоянный электрический ток с применением принципа фотоэффекта.


1 — Контроллер
2 — Батарея
3 — Инвертор
4 — Модуль
5 — Электрооборудование

Солнечная батарея включает в себя следующие элементы:
  • Материал-полупроводник, состоящий из двух слоев материалов с различной проводимостью. К примеру, это может быть поликристаллический или монокристаллический кремний с включением иных химических соединений для создания принципа фотоэффекта p-n перехода. То есть, один материал имеет недостаток электронов, а другой – их избыток.
  • Диэлектрик, тончайший слой элемента, который противостоит переходу электронов.
  • Источник электропитания. При его подключении к противостоящему слою, запорная зона легко преодолевается электронами. В результате появляется упорядоченное движение зараженных частиц, то есть электрический ток.
  • Аккумулятор. Обеспечивает накопление и сохранение энергии.
  • Штатный контроллер заряда.
  • Инвертор-преобразователь. Производит преобразование постоянного тока, идущего от солнечной батареи, в переменный.
  • Стабилизатор напряжения. Обеспечивает в системе солнечной батареи создание напряжения необходимого диапазона.
Принцип действия
  • Солнечный свет в виде фотонов света попадает на поверхность солнечной батареи.
  • При столкновении с поверхностью полупроводника фотоны передают энергию электронам полупроводника.
  • Электроны, выбитые из полупроводника вследствие удара, преодолевают защитный слой, имея при себе дополнительную энергию.
  • В результате отрицательные электроны переходят в проводник n из p-проводника, а положительные совершают обратный маневр. Подобному переходу способствуют электрические поля, которые на данный момент имеются в проводниках. Впоследствии они увеличивают разность и силу зарядов.

Если батарея, освещенная солнцем, замкнута на определенную нагрузку с сопротивлением R, то наблюдается появление электрического тока I. Его величина определяется сопротивлением нагрузки, интенсивностью освещения и качеством фотоэлектрического преобразователя. Мощность P, выделяемая в нагрузке определяется формулой P= I*U, где U показывает напряжение на зажимах батареи.

Виды

В зависимости от применяемых материалов солнечные батареи могут быть:
  • Панели из монокристаллических фотоэлектрических элементов. Они эффективны, однако более дороги, КПД составляет 14-16%. У монокристаллических элементов многоугольная форма, вследствие чего всю площадь заполнить трудно;
  • Панели из аморфного кремния. Такие батареи демонстрируют низкий КПД в пределах 6-8%. Но среди кремниевых технологий преобразователей у них наиболее дешевая электроэнергия;
  • Панели из теллурида кадмия выполняются на базе пленочной технологии. Нанесение полупроводникового слоя осуществляется слоем в несколько сотен микрометров. КПД составляет 11%, но в сравнении с кремниевыми батареями ватт мощности обходится дешевле на десятки процентов;
  • Панели на базе полупроводников CIGS, которые состоят из селена, галлия, индия и меди. КПД таких панелей доходит до 15%;
  • Полимерные панели. Это разновидность тонкопленочных батарей, принцип работы которых напоминает фотосинтез растений. Включает слой полимера, защитный слой, гибкую подложку и алюминиевые электроды. КПД 5-6%;
  • Наиболее распространенными вследствие оптимального соотношения КПД и цены являются панели из поликристаллических фотоэлектрических элементов. Их КПД достигает 12-14%.
СБ также можно условно разбить на следующие типы:

  • Тонкопленочные или гибкие (на базе теллурида кадмия, кристаллические и аморфные);
  • Жесткие (из кристаллического кремния, иногда аморфного);
  • Односторонние (поглощают свет одной стороной);
  • Двухсторонние (поглощают свет обеими сторонами).

Особенности
  • Заряд аккумуляторной батареи при слабом солнечном свете уменьшается, отдавая электроприемнику электрическую энергию, то есть идет постоянная работа в режиме зарядки и разряда. Контроль выполняется специальным контроллером.
  • СБ не требуют никаких специальных профилактических работ. Может потребоваться лишь протирание пыли.
  • Панели можно использовать и зимой, однако производительность в этот период уменьшается в полтора-два раза. Чтобы на панелях не накапливается снег, их следует устанавливать под углом 70 градусов на возвышении.
  • Солнечные батареи лучше всего подойдут для автономных систем, в которых много бытовых энергоэффективных электроприборов, не включенных постоянно.
Применение
Солнечные батареи могут применяться практически повсеместно:

  • Электромобили.
  • Портативная электроника.
  • Калькуляторы, фонарики, плееры и так далее, то есть везде, где требуется подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники.
  • Авиация. Так создан самолет Solar Impulse, работающий только на солнечной энергии.
  • Энергообеспечение домов, школ, аэропортов и иных зданий. Солнечные батареи широко используются в субтропических и тропических регионах, где много солнечных дней. В особенности популярны они в странах Средиземноморья.
  • Использование в космосе. СБ ставят на МКС, устанавливают на спутниках, космических и межпланетных аппаратах, а также многое другое.
Достоинства и недостатки
Среди преимуществ можно отметить:
  • Экологичность;
  • Долговечность, фотоэлементы служат несколько десятков лет;
  • Простой принцип работы. Благодаря чему поломок в солнечной батарее практически не бывает;
  • Бесшумность;
  • Возможность постоянной работы;
  • Не нужно топлива;
  • Общедоступность;
  • Возможность изменения мощности системы.
Среди недостатков можно отметить:
  • Низкий КПД. Нужна большая площадь батарей, чтобы обеспечить нужды даже небольшой семьи;
  • Сложность сборки системы и наладки;
  • Достаточно высокая стоимость солнечных батарей, а также низкая окупаемость системы.
Перспективы

Стремление человечества к экологичности и отказу от нефти приведет к внедрению все больших энергосберегающих технологий. Это значит, что солнечные батареи будут использоваться повсеместно. А создание панелей с более высоким КПД позволит:

  • Оборудовать большинство зданий панелями для получения энергии;
  • Монтировать их в автомобили, дороги, роботы и многочисленные иные приборы;
  • Устанавливать их в одежду и даже вживлять в человека. Южнокорейские ученые уже создали подкожную солнечную батарею, которая в 15 раз тоньше волоса. Она обеспечивает бесперебойную работу приборов, которые имплантированы в тело, к примеру, кардиостимулятора.
Читать еще:  Какие бывают виды и типы батареек?
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector