Как устроена солнечная батарея: Как работают солнечные батареи

Как работают солнечные батареи

В рамках международных программ по устойчивому развитию и глобального «озеленения» специалисты ищут альтернативные источники энергии. Одним из таких решений являются солнечные батареи, которые все чаще используются в новых домах — в том числе в России. Т&Р рассказывают, как рассчитать необходимую для солнечных батарей энергию, и объясняют, почему их нельзя считать полностью экологичными.

Устройство солнечных батарей

Согласно данным Statista, мировая мощность солнечных батарей выросла с 5 гигаватт в 2005 году до 509,3 гигаватта к 2018 году. В одной только Германии совокупное количество солнечных батарей достигло 42,4 гигаватта. Эта технология остается одним из наиболее финансируемых возобновляемых источников, а стоимость рынка солнечной энергии продолжает расти.

Система с солнечными батареями может полностью обеспечивать электроэнергией средний дом в течение нескольких часов, если он подключен к сети. Даже если электричество отключить, батареи продолжат работу.

Система накопления солнечной энергии состоит из четырех основных частей:

Солнечные панели — они обеспечивают электричеством систему при достаточном солнечном свете.

Контроллеры заряда солнечных батарей — управляют мощностью, поступающей в батареи, и предотвращают обратный ток, который истощает батареи, когда солнце не светит.

Батареи — запасают энергию постоянного тока от солнечных панелей для последующего использования в доме.

Инвертор — преобразует мощность постоянного тока от солнечных панелей или батарей в мощность переменного тока для дома.

Две кремниевые пластины покрыты разными веществами (бор и фосфор). На пластинке с фосфором образуются свободные электроны. Они начинают двигаться под воздействием солнечного света. Образуется электрический ток, который впоследствии направляется в сами батареи, где и накапливается солнечная энергия.

Чем больше панель, тем больше энергии вы можете собрать. Иногда собирается больше энергии, чем необходимо, поэтому на более крупных панелях устанавливается стабилизатор напряжения для управления потоком энергии и предотвращения повреждения батареи. При выборе солнечной батареи нужно знать, сколько энергии она может хранить. Затем вы можете выбрать солнечную панель, которая может пополнить ваш запас энергии в батарее с учетом того, как часто вы пользуетесь какой-то техникой.

Как рассчитать солнечную энергию

Теоретически, чтобы рассчитать энергию солнечной батареи, нужно умножить ватты (солнечной панели) на количество часов нахождения на солнце. Например, если телевизор мощностью 20 Вт будет включен в течение двух часов, его батарея потребует 20×2 = 40 Вт в день.

На практике этот способ не работает, так как есть множество внешних факторов, таких как сезонные различия, климатические и так далее.

Британская организация Solar Technology International приводит пример: в средний зимний день в Великобритании период солнечного света составляет всего один час, в летние дни — около шести часов солнечного света. Таким образом, зимой 10-ваттная панель будет обеспечивать 10-ваттную энергию обратно в батарею (10 Вт x 1 = 10 Вт). А летом 10-ваттная панель будет обеспечивать 60-ваттную энергию обратно в вашу батарею (10 Вт x 6 = 60 Вт).

Солнечные батареи — это экологично?

Для изготовления солнечных панелей требуются едкие химические вещества, такие как гидроксид натрия и плавиковая кислота, а в процессе используется вода, а также электричество, при производстве которых выделяются парниковые газы.

Согласно данным National Geographic, в Китае производитель панелей Jinko Solar столкнулся с протестами, на него подали в суд, так как один из его заводов в восточной провинции Чжэцзян сбрасывал токсичные отходы в близлежащую реку.

Кроме того, до сих пор не решена проблема с переработкой солнечных батарей. Бен Сантаррис, директор по стратегическим вопросам SolarWorld, сказал, что его компания прикладывает усилия по переработке панелей, но результата пока нет. По словам Дастина Малвани, доцента экологических исследований в Государственном университете Сан-Хосе, переработка крайне важна из-за материалов, используемых для изготовления панелей, так как при попадании в мусорку они становятся опасны для окружающей среды. По данным Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, на переработку солнечных панелей, выпущенных за все время в Японии, потребуется не менее 19 лет.

Любовь Карась

Теги

#батареи

#альтернативные источники энергии

#солнечная энергия

#энергия

Принцип работы солнечной батареи — как работает солнечная панель?

Если раньше люди были зависимы от централизованного энергоснабжения, то сейчас у всех есть хорошая альтернатива – солнечные батареи. Такое оборудование идеально для установки в частных домах, дачах, на промышленных объектах. Электростанции стали доступнее по цене и разнообразнее по видам и мощности. В этой публикации мы детальнее рассмотрим принцип работы солнечной батареи, ее виды и преимущества использования в быту и на производстве.

Человечество уже давно задумывалось об использовании неиссякаемой энергии солнца. Первые попытки предпринимались еще в двадцатом веке. Тогда была разработана концепция термальной электростанции. Однако на практике она показывала очень низкую эффективность, ведь концепция подразумевала трансформацию энергии солнца. Проанализировав первую неудачу, ученые пришли к выводу, что необходимо использовать солнечные лучи напрямую. Такой принцип был открыт в 1839 году. Его основал Александр Беккерель. Однако до появления первых полупроводников прошло немало лет. Они были изобретены лишь в 1873 году. Этот год можно назвать началом работы над современными прототипами электростанций.

Если говорить о том, из чего состоит солнечная батарея, то изначально стоит упомянуть фотоэлементы. Их можно назвать маленькими генераторами. Именно они выполняют основную функцию – собирают энергию солнца. Сегодня есть несколько видов солнечных панелей, о которых будет рассказано в следующем разделе. Однако, независимо от вида, современная панель представляет собой основу определенного размера, на которой размещаются вышеупомянутые фотоэлементы. Эти элементы очень хрупкие, поэтому они дополнительно защищаются стеклом и полимерной подложкой.

Однако солнечные панели – это лишь часть всей электростанции. Также в нее входят другие элементы:

1. Аккумуляторная батарея.
2. Контролер заряда.
3. Инвертор.
4. Стабилизатор.

Каждый из перечисленных устройств выполняет свою функцию. Аккумулятор – накапливает и хранит добытую энергию, контролер – контролирует мощность, подключает и отключает батарею, анализируя уровень заряда. Инвертор называют еще преобразователем. Это оборудование превращает прямой ток в переменный. Благодаря ему электричество можно использовать для бытовых целей. Последней составляющей электростанции является стабилизатор. Он защищает всю систему от скачков напряжения.

Какие виды солнечных батарей существуют?

Есть несколько классификационных признаков, по которым все солнечные панели делятся на разные виды:

1. Тип устройств.
2. Материал изготовления фотоэлектрического слоя.

По типу устройства выделяют два вида: гибкие и жесткие.

Первый тип отличается своей пластичностью. Такую панель можно легко скрутить в трубочку, ничего не повредив. Твердая панель не меняет своей формы. По материалу изготовления есть три вида: аморфные, поликристаллические, монокристаллические.

Аморфные батареи могут быть гибкими. Они непривередливы к месту установки, но КПД такого устройства очень низкий. Он составляет не более шести процентов. Поликристаллические изделия отличаются низкой ценой. Однако они более эффективны в пасмурную погоду. В очень жаркую погоду их выработка снижается чуть больше чем у монокристаллических модулей.

Если необходим максимальный эффект от электростанции, то следует отдавать предпочтение панелям с монокристаллическими элементами. Уровень их КПД достигает двадцати пяти процентов. Монокристаллические панели являются более дорогими, так как монокристаллический кремний при производстве требует больших энерго и временных затрат.

Сфера применения солнечных батарей

С разработкой новых технологий и развитием концепции питания от солнечной энергии сфера применения панелей стала довольно широкой. Раньше такие устройства обычно устанавливались на небольших частных домах или дачах. Они применялись исключительно в бытовых нуждах, так как потребляемая мощность была минимальная. Сейчас же есть мощнейшие электростанции, показывающие высокую эффективность работы. По этой причине сфера применения панелей стала больше.

Интересный факт! Энергии, которую выделает Солнце за одну секунду, может хватить для обеспечения электричеством всего человечества на пятьсот тысяч лет.

Солнечные батареи стали активно применяться на промышленных и коммерческих объектах, позволяя значительно экономить на их энергоснабжении. Также панели устанавливают на сельскохозяйственных предприятиях, на фермах, военно-космических объектах. Менее мощные панели применяются для изготовления различных приспособлений для быта: фонариков, калькуляторов, зарядных устройств, др. Они служат источником энергии там, где нет возможности подключиться к центральной сети. Такие приспособления пользуются большим спросом у охотников, рыбаков, любителей походов.

Важно! Солнечные электростанции современного образца будут эффективны везде: как в доме, так и на большом промышленном объекте. Однако для этого они должны быть правильно подобраны по необходимой мощности. Расчет данного параметра должен осуществляться специалистом.

Как работает солнечная панель: принцип работы устройства простым языком

Если предстоит покупка солнечных батарей, то нужно обязательно ознакомиться не только с их устройством, но и с принципом работы. Итак, как работает солнечная панель? Несмотря на внешнюю простоту устройства, принцип работы такой электростанции довольно сложный. Он основан на фотоэлектрическом эффекте, который достигается при помощи фотоэлементов.

Солнечные панели собирают лучи. Они попадают на фотоэлектрический слой. Солнечный свет приводит к высвобождению электронов из двух слоев. На освободившиеся место из первого слоя встают электроны второго слоя. Происходит постоянное движение электронов, что приводит к естественному образованию напряжения на внешней цепи. В результате один из фотоэлектрических слоев приобретает отрицательный заряд, а второй – положительный.

Эти действия приводят в работу аккумулятор. Он начинает набирать и хранить заряд. При этом уровень заряда аккумулятора постоянно контролируется. Если он низкий, контролер включает в работу солнечную панель. В случае высокого заряда это же устройство панель отключает. Далее включается в работу инвертор. Он преобразовывает ток из постоянного в переменный. С его помощи на выходе электростанции появляется напряжение в 220 В. Это дает возможность подключать и питать от электростанции бытовые приборы.

Подключение солнечной панели

Эффективность и правильность работы солнечных батарей зависит не только от их вида, мощности, но и от установки и подключения. Должна быть разработана правильная схема подключения всех элементов электростанции и грамотно выбрано место для установки солнечных панелей. Такую работу можно доверять только профессионалам.

Не секрет, что выходное напряжение одной панели относительно невысокое. Обычно используются несколько батарей одновременно. Все панели должны подключаться параллельно-последовательным способом. Такой тип подключения позволяет обеспечивать максимальную эффективность работы оборудования.

Преимущества, недостатки панелей

Солнечные батареи стали дешевле, что сделало их доступнее для более широкого круга потребителей. Однако перед покупкой каждый человек должен детально ознакомиться с преимуществами и недостатками этого источниками энергоснабжения. Среди его неоспоримых достоинств стоит отметить следующие:

• экологическая безопасность. В наше время экология – это одна из насущных проблем. Солнечные электростанции работают без вреда окружающей среде. Они не выделяют при работе вредных веществ;
• быстрая окупаемость. Стоимость электричества, как для бытовых пользователей, так и для предприятий, постоянно растет. С установкой панелей удается полностью или частично перейти на альтернативный источник энергии, являющийся абсолютно бесплатным и доступным каждому. Благодаря этому, покупка и установка оборудования окупается за считанные годы работы;
• легкость использования электростанции. Несмотря на сложное устройство и принцип работы, эксплуатировать станцию довольно просто. Главное – следить за исправностью ее составляющих и не экономить на обслуживании, которое требуется не так часто;
• быстрая установка. Профессионалы монтируют все элементы станции буквально за несколько часов или дней (в зависимости от количества панелей, мощности, др.). Больше времени занимает подбор составляющих и покупка оборудования.

Недостатки у таких установок тоже имеются. Самый основной заключается в дороговизне оборудования. Однако не стоит забывать, что большой вклад при покупке быстро окупится многолетним бесплатным использованием энергии солнца. Вторым серьёзным недостатком солнечных панелей является их зависимость от внешних факторов. Эффективность их работы зависит от погоды, температурных условий, положения по отношению к Солнцу, от чистоты поверхности.

Как достичь максимальной эффективности работы батарей?

Солнечную электростанцию имеет смысл ставить только в регионах с длительным световым днем. Там, где день короткий, можно применять панели только в качестве дополнительного источника света, но не основного. Как уже было замечено, разные виды солнечных батарей имеют свой КПД. Чтобы добиться максимального эффекта, следует выбирать устройства с максимальной производительностью, несмотря на их дороговизну.

Большую роль будет играть правильность расчета мощности всей установки. Это позволит подобрать необходимый размер и количество панелей, мощность других комплектующих станции. Также залогом эффективной работы панелей является мощный аккумулятор. В системе должно быть два аккумулятора, особенно в зимнее время года. Второй аккумулятор позволит накапливать достаточно энергии для обеспечения электричеством объекта в короткие световые дни.

Нельзя забывать и о других факторах, которые влияют на работу станции. Панели должны быть расположены под правильным углом, их нужно обязательно держать в чистоте. В противном случае, КПД батарей будет значительно снижаться.

Как работает солнечная батарея?

Солнечная батарея может стать важным дополнением к вашей системе солнечной энергии. Это помогает вам накапливать избыточную электроэнергию, которую вы можете использовать, когда ваши солнечные панели не производят достаточно энергии, и дает вам больше возможностей для питания вашего дома.

Если вы ищете ответ на вопрос «Как работают солнечные батареи?», в этой статье объясняется, что такое солнечная батарея, наука о солнечных батареях, как солнечные батареи работают с системой солнечной энергии, а также общие преимущества с использованием накопителя на солнечных батареях.

Что такое солнечная батарея?

Давайте начнем с простого ответа на вопрос «Что такое солнечная батарея?»:

Солнечная батарея — это устройство, которое вы можете добавить к своей системе солнечной энергии для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.

Затем вы можете использовать эту накопленную энергию для питания вашего дома в то время, когда ваши солнечные батареи не производят достаточно электроэнергии, в том числе ночью, в пасмурные дни и во время перебоев в подаче электроэнергии.

Смысл солнечной батареи в том, чтобы помочь вам использовать больше солнечной энергии, которую вы создаете. Если у вас нет аккумуляторной батареи, любое избыточное электричество от солнечной энергии идет на сеть , что означает, что вы вырабатываете электроэнергию и предоставляете ее другим людям, не используя в полной мере электричество, вырабатываемое вашими панелями в первую очередь.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим Руководством по солнечным батареям: преимущества, характеристики и стоимость

Наука о солнечных батареях

Литий-ионные батареи являются наиболее популярной формой солнечных батарей на рынке. Это та же технология, которая используется для смартфонов и других высокотехнологичных аккумуляторов.

В литий-ионных батареях происходит химическая реакция, при которой химическая энергия накапливается перед ее преобразованием в электрическую энергию. Реакция происходит, когда ионы лития высвобождают свободные электроны, и эти электроны перетекают от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.

Это движение поощряется и усиливается литий-солевым электролитом, жидкостью внутри батареи, которая уравновешивает реакцию, обеспечивая необходимые положительные ионы. Этот поток свободных электронов создает ток, необходимый людям для использования электричества.

Когда вы получаете электричество от батареи, ионы лития возвращаются через электролит к положительному электроду. В то же время электроны перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнюю цепь, питая подключенное устройство.

Домашние аккумуляторные батареи на солнечной энергии сочетают в себе несколько элементов ионного аккумулятора со сложной электроникой, которая регулирует производительность и безопасность всей системы солнечных батарей. Таким образом, солнечные батареи функционируют как перезаряжаемые батареи, которые используют энергию солнца в качестве начального входа, запускающего весь процесс создания электрического тока.

Сравнение технологий хранения аккумуляторов

Когда речь идет о типах солнечных батарей, есть два распространенных варианта: литий-ионные и свинцово-кислотные. Компании, производящие солнечные батареи, предпочитают литий-ионные батареи, потому что они могут хранить больше энергии, удерживать эту энергию дольше, чем другие батареи, и имеют более высокую глубину разряда.

Глубина разряда, также известная как DoD, представляет собой процентное соотношение, до которого можно использовать аккумулятор, по отношению к его общей емкости. Например, если батарея имеет DoD 95%, он может безопасно использовать до 95% емкости аккумулятора, прежде чем его потребуется перезарядить.

Литий-ионный аккумулятор

Как упоминалось ранее, производители аккумуляторов отдают предпочтение технологии литий-ионных аккумуляторов из-за их более высокой степени защиты, надежного срока службы, способности удерживать больше энергии в течение более длительного времени и более компактных размеров. Однако из-за этих многочисленных преимуществ литий-ионные аккумуляторы также дороже свинцово-кислотных аккумуляторов.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторы (та же технология, что и в большинстве автомобильных аккумуляторов) существуют уже много лет и широко используются в качестве домашних систем хранения энергии для автономных источников питания. Хотя они все еще доступны на рынке по доступным ценам, их популярность угасает из-за низкого уровня защиты и более короткого срока службы.

Хранилище, связанное с переменным током, и хранилище, связанное с постоянным током

Соединение относится к тому, как ваши солнечные панели подключены к вашей системе хранения с батареями, и варианты могут быть либо соединением постоянного тока (DC), либо соединением переменного тока (AC). Основное различие между ними заключается в пути, по которому проходит электричество, создаваемое солнечными панелями.

Солнечные элементы создают электричество постоянного тока, и это электричество постоянного тока должно быть преобразовано в электричество переменного тока, прежде чем его можно будет использовать в вашем доме. Однако солнечные батареи могут накапливать только электричество постоянного тока, поэтому существуют разные способы подключения солнечной батареи к вашей солнечной энергосистеме.

Аккумулятор, связанный с постоянным током

При подключении к постоянному току электричество постоянного тока, создаваемое солнечными панелями, проходит через контроллер заряда, а затем прямо в солнечную батарею. Перед хранением ток не изменяется, а преобразование постоянного тока в переменный происходит только тогда, когда батарея посылает электричество в ваш дом или обратно в сеть.

Аккумуляторная батарея со связью по постоянному току более эффективна, потому что ток нужно изменить с постоянного на переменный только один раз. Однако для хранения данных со связью по постоянному току обычно требуется более сложная установка, что может увеличить начальную стоимость и увеличить общий срок установки.

Аккумулятор, связанный с переменным током

При соединении по переменному току электричество постоянного тока, вырабатываемое вашими солнечными панелями, сначала проходит через инвертор, а затем преобразуется в электричество переменного тока для повседневного использования бытовой техникой в ​​вашем доме. Этот переменный ток также может быть отправлен на отдельный инвертор для преобразования обратно в постоянный ток для хранения в солнечной батарее. Когда пришло время использовать накопленную энергию, электричество вытекает из аккумулятора и возвращается в инвертор, который снова преобразуется в электроэнергию переменного тока для вашего дома.

При использовании накопителя переменного тока электричество инвертируется три раза: один раз при переходе от ваших солнечных батарей в дом, другой раз при переходе из дома в аккумуляторное хранилище и третий раз при переходе от аккумуляторного хранилища обратно в дом. Каждая инверсия приводит к некоторым потерям эффективности, поэтому система хранения со связью по переменному току немного менее эффективна, чем система со связью по постоянному току.

В отличие от накопителей постоянного тока, в которых накапливается энергия только от солнечных батарей, одно из больших преимуществ накопителей переменного тока заключается в том, что они могут накапливать энергию как от солнечных панелей, так и от сети. Это означает, что даже если ваши солнечные панели не производят достаточно электроэнергии для полной зарядки аккумулятора, вы все равно можете наполнить аккумулятор электроэнергией из сети, чтобы обеспечить себе резервное питание или воспользоваться преимуществами арбитража тарифов на электроэнергию.

Также проще модернизировать существующую солнечную энергетическую систему с помощью аккумулятора с питанием от сети переменного тока, поскольку его можно просто добавить поверх существующей конструкции системы, а не интегрировать в нее. Это делает аккумуляторные батареи переменного тока более популярным вариантом для модернизации установок.

Как солнечные батареи работают с системой солнечной энергии

Весь этот процесс начинается с солнечных панелей на крыше, вырабатывающих энергию. Вот пошаговое описание того, что происходит с системой со связью по постоянному току:

1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в аккумулятор и сохраняется в виде электричества постоянного тока.
3. Электричество постоянного тока выходит из батареи и поступает в инвертор для преобразования в электричество переменного тока, которое можно использовать дома.

Процесс несколько отличается для системы со связью по переменному току.

1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в инвертор для преобразования в электроэнергию переменного тока, которую можно использовать дома.
3. Избыточное электричество затем проходит через другой инвертор, чтобы снова превратиться в электричество постоянного тока, которое можно сохранить на потом.
4. Если дом должен использовать энергию, хранящуюся в батарее, это электричество должно снова пройти через инвертор, чтобы стать электричеством переменного тока.

Как солнечные батареи работают с гибридным инвертором

Если у вас есть гибридный инвертор, одно устройство может преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока, а также может преобразовывать электричество переменного тока в электричество постоянного тока. В результате вам не нужны два инвертора в вашей фотоэлектрической (PV) системе: один для преобразования электроэнергии от ваших солнечных панелей (солнечный инвертор), а другой для преобразования электроэнергии от солнечной батареи (аккумуляторный инвертор).

Также известный как аккумуляторный инвертор или гибридный сетевой инвертор, гибридный инвертор объединяет аккумуляторный инвертор и солнечный инвертор в единое целое. Это устраняет необходимость иметь два отдельных инвертора в одной и той же установке, работая как инвертор как для электричества от вашей солнечной батареи, так и для электричества от ваших солнечных панелей.

Популярность гибридных инверторов растет, поскольку они работают как с аккумулятором, так и без него. Вы можете установить гибридный инвертор в свою безбатарейную солнечную энергосистему во время первоначальной установки, что дает вам возможность добавить накопитель солнечной энергии в будущем.

Преимущества хранения на солнечных батареях

Добавление резервных батарей для солнечных панелей — отличный способ обеспечить максимальную отдачу от вашей солнечной энергосистемы. Вот некоторые из основных преимуществ домашней системы хранения солнечных батарей:

Сохраняет избыточное производство электроэнергии

Ваша система солнечных панелей часто может производить больше энергии, чем вам нужно, особенно в солнечные дни, когда никого нет дома. Если у вас нет накопителя солнечной энергии, дополнительная энергия будет отправлена ​​в сеть. Если вы участвуете в  Net Metering Program , вы можете получить кредит за эту дополнительную генерацию, но это обычно не соотношение 1:1 для электроэнергии, которую вы производите.

Благодаря аккумулятору дополнительное электричество заряжает аккумулятор для последующего использования, а не уходит в сеть. Вы можете использовать накопленную энергию в периоды низкой выработки электроэнергии, что снижает вашу зависимость от энергосистемы.

Спасает от перебоев в подаче электроэнергии

Поскольку ваши аккумуляторы могут накапливать избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями, в вашем доме будет электричество во время перебоев в подаче электроэнергии и в других случаях, когда сеть выходит из строя.

Сокращает ваш углеродный след

С аккумулятором на солнечных батареях вы можете стать экологичнее, максимально используя чистую энергию, вырабатываемую вашей системой солнечных панелей. Если эта энергия не сохраняется, вы будете полагаться на сеть, когда ваши солнечные панели не будут генерировать достаточно энергии для ваших нужд. Тем не менее, большая часть электричества в сети производится с использованием ископаемого топлива, поэтому вы, вероятно, будете использовать грязную энергию при получении электроэнергии из сети.

Обеспечивает электричество даже после захода солнца

Когда солнце садится, а солнечные батареи не производят электроэнергию, сеть вмешивается, чтобы обеспечить столь необходимую энергию, если у вас нет аккумулятора. С солнечной батареей вы будете использовать больше собственного солнечного электричества в ночное время, что даст вам большую независимость от энергии и поможет снизить расходы на электроэнергию.

Бесшумное решение для резервного питания

Солнечная батарея — это 100% бесшумный вариант хранения резервного питания. Вы получаете выгоду от необслуживаемой чистой энергии, и вам не нужно иметь дело с шумом, исходящим от резервного генератора, работающего на газе.

Key Takeaways

Понимание того, как работает солнечная батарея, важно, если вы планируете добавить солнечную батарею к вашей солнечной энергосистеме. Поскольку он работает как большая перезаряжаемая батарея для вашего дома, вы можете использовать любую избыточную солнечную энергию, создаваемую вашими солнечными панелями, что дает вам больше контроля над тем, когда и как вы используете солнечную энергию.

Литий-ионные батареи являются наиболее популярным типом солнечных батарей и работают за счет химической реакции, которая накапливает энергию, а затем высвобождает ее в виде электроэнергии для использования в вашем доме. Независимо от того, выберете ли вы систему со связью по постоянному току, по переменному току или гибридную, вы сможете увеличить окупаемость инвестиций в свою солнечную энергетическую систему и снизить зависимость от сети.

Правильный дизайн системы жизненно важен для максимально эффективного использования ваших солнечных батарей. Компания Palmetto обладает знаниями и опытом, которые помогут вам в вашем путешествии по экологически чистой энергии. От установки солнечной энергии и обслуживания до обслуживания и мониторинга систем наши специалисты помогут вам воспользоваться преимуществами экологически чистой энергии.

Как работают солнечные батареи? Обзор

Аккумулятор энергии

Узнайте о солнечной энергии

Хранилище энергии  | Хранилище 101  | Как работают солнечные батареи?

Последнее обновление: 29 марта 2023 г.

С ростом интереса к технологиям хранения энергии полезно получить представление о том, как на самом деле работают системы хранения энергии. Знание того, как системы хранения энергии интегрируются с системами солнечных батарей, а также с остальной частью вашего дома или бизнеса, может помочь вам решить, подходит ли вам хранение энергии.

Ниже мы познакомим вас с тем, как системы хранения энергии работают с солнечными батареями и что это означает для того, что вы можете ожидать от своей системы хранения. Мы также более подробно рассмотрим, что именно происходит внутри вашей батареи для хранения этой энергии.

Узнайте, сколько стоит солнечная батарея + хранение в вашем районе в 2023 году

Пошаговый обзор того, как работают солнечные батареи

На самом высоком уровне  солнечные батареи хранят энергию для последующего использования . Если у вас есть домашняя система солнечных батарей, вам нужно понять несколько общих шагов:

1. Солнечные панели вырабатывают электричество от солнца
2. Это электричество постоянного тока (DC) проходит через инвертор для выработки электричества переменного тока (AC)
3. Электричество переменного тока питает вашу бытовую технику
4. Дополнительное электричество, не используемое вашими приборами, заряжает ваши батареи
5. Когда солнце садится, ваши приборы питаются от энергии, хранящейся в вашей батарее

Как батареи работают с солнечными панелями

Чтобы понять, как работает хранилище с солнечными панелями, сначала стоит вспомнить, как работают системы с солнечными панелями.

Как правило, когда вы устанавливаете солнечные панели, вы устанавливаете «сетевую» систему солнечных панелей с сетевым счетчиком. Это означает, что когда ваши солнечные панели производят больше электроэнергии, чем вам нужно, вы можете экспортировать эту избыточную электроэнергию обратно в сеть и, наоборот, вы можете получать электроэнергию непосредственно из сети, когда вы используете больше электроэнергии, чем производят ваши панели. Чистый учет работает, позволяя вам включать счетчик электроэнергии в обратном направлении, когда вы отдаете дополнительную энергию в сеть, и запускать его вперед, когда вы получаете из сети, при этом ваша коммунальная служба выставляет вам счет за электроэнергию, которую вы используете.

С системой накопления солнечной энергии вместо того, чтобы экспортировать избыточную солнечную энергию в сеть, вы можете сначала использовать это электричество для зарядки вашей системы накопления энергии. Затем, когда вы используете электричество после захода солнца, вы можете получать энергию от своей солнечной батареи, а не от электрической сети.

Что вы получаете с системой хранения Solar Plus

Когда вы устанавливаете батарею с вашей системой солнечных батарей, у вас будет возможность питаться от сети или от вашей батареи, когда она заряжена. Это имеет два основных последствия: 

Аккумуляторы обеспечивают резервное питание

Несмотря на то, что вы по-прежнему будете подключены к сети, вы можете работать «вне сети», поскольку сочетание солнечной энергии и накопителя создаст небольшой энергетический остров в вашем доме. Таким образом, в случае отключения электроэнергии из-за экстремальных погодных условий или отключения коммунальных услуг вы все равно сможете оставить свет включенным.

Два замечания по резервному питанию. Во-первых, если у вас просто есть система солнечных батарей без батареи, у вас не будет электричества в случае отключения, даже если это солнечный день. Это связано с тем, что ваша система солнечных панелей отключится в случае отключения электроэнергии, чтобы она не подавала электричество на линии электропередачи, пока коммунальщики пытаются их починить, что может представлять угрозу безопасности.

Во-вторых, большинство батарей обеспечивают резервное питание только для части, а не для всего дома. Если вы также не установите интеллектуальную электрическую панель с аккумулятором (что является отличным способом получить максимальную отдачу от системы хранения), большинство установок аккумуляторов потребует от вас выбрать, какие части вашего дома вы хотите резервировать с помощью аккумулятора. и потяните эти грузы на панель критической нагрузки. Тем не менее, многие аккумуляторы могут быть «уложены друг на друга», то есть вы можете добавлять дополнительные аккумуляторы до тех пор, пока не получите желаемую емкость. Таким образом, несмотря на то, что можно обеспечить резервное копирование всего дома, приобретение достаточного количества батарей для обеспечения такого уровня резервного копирования может оказаться непомерно дорогим.

Аккумуляторы могут помочь вам избежать высоких тарифов на коммунальные услуги

Позволяя вам получать энергию от аккумулятора, а не от электрической сети, сопряжение системы хранения с солнечными батареями может помочь вам избежать высоких тарифов на коммунальные услуги. Батареи могут сделать это двумя способами. Во-первых, если у вас есть время использования или другой тариф, меняющийся во времени, вы можете использовать аккумулятор в то время, когда ваша коммунальная служба взимает больше за электроэнергию, то есть в часы пик. И, во-вторых, если вы находитесь на тарифе с платой по требованию, что более характерно для коммерческих и промышленных компаний, чем для домовладельцев, аккумулятор может помочь вам ежемесячно снижать плату по требованию, что является значительной финансовой выгодой.

Узнайте, сколько стоит солнечная батарея + аккумулятор в вашем районе в 2023 году

Как аккумуляторы хранят энергию

Теперь, когда вы знаете, как работает аккумулирование с солнечными батареями, вы прекрасно подготовлены для принятия решения о том, добавлять ли накопитель к вашей солнечной энергии. панельная система. Но если вам интересно также узнать об особенностях того, как батареи на самом деле хранят энергию, читайте дальше.

Как работают ионно-литиевые аккумуляторы

Наиболее типичным типом аккумуляторов, представленных сегодня на рынке для домашнего хранения энергии, являются ионно-литиевые аккумуляторы. Ионно-литиевые аккумуляторы питают все виды бытовой техники, от сотовых телефонов до автомобилей, так что это очень хорошо изученная и безопасная технология.

Ионно-литиевые батареи называются так потому, что они работают за счет перемещения ионов лития через электролит внутри батареи. Поскольку ионы представляют собой частицы, которые приобрели или потеряли электрон, перемещение ионов лития от анода к катоду приводит к образованию свободных электронов, т. е. электронов, высвобожденных из атомов лития. Накопление этих свободных электронов — это то, как батареи в конечном итоге заряжают и хранят электричество. Когда вы разряжаете электричество, хранящееся в аккумуляторе, поток ионов лития меняется на противоположный, то есть процесс повторяется: вы можете заряжать и разряжать ионно-литиевые аккумуляторы сотни или даже тысячи раз.

Ионно-литиевые аккумуляторы, используемые в домашних системах накопления энергии, объединяют несколько элементов ионно-литиевых аккумуляторов со сложной силовой электроникой, которая контролирует производительность и безопасность всей аккумуляторной системы.