Основные принципы применения солнечных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Сегодня можно самостоятельно собрать устройство для альтернативного обеспечения солнечной энергией, состоящее непосредственно из солнечной батареи (солнечных элементов, соединенных в батарею), аккумулятора и устройства преобразователя (инвертора) тока - с постоянного в переменный; таким образом иметь дома источник альтернативного питания с сетевым напряжением 220 В. На рис. 1.1 представлена блок-схема устройства источника питания от солнечной батареи.

Рис.1.1. Блок-схема устройства источника питания от солнечной батареи.

Согласно представленной иллюстрации полезная мощность (и ее смысл) для потребителя зависит от мощности каждого элемента устройства.

Главным ценообразующим фактором солнечной батареи и ее отдельных элементов также является полезная мощность (напряжение и выходной ток). К примеру, сегодня стоимость готовой солнечной батареи типа ТСМ-180 (12) с номинальным напряжением 12 В и полезной мощностью 180 Вт составит 27...29 тыс. рублей. Для обеспечения работы одного современного электрочайника потребовалось бы около 2 кВт, то есть не менее 11 подобных батарей, поэтому, кроме источников питания на основе солнечных батарей, сегодня активно применяются и другие альтернативные источники, к примеру, преобразующие кинетическую энергию ветра в электрический ток - ветрогенераторы - о которых речь пойдет в главе 2.

Солнечные батареи мощностью 1 кВт, сегодня имеет цену порядка 180 тысяч руб.

Для сравнения дизельному электрогенератору для выработки 1 кВт/час электроэнергии потребуется до 0,33 литров дизельного топлива. При стоимости топлива 18 руб./литр затраты на топливо составят примерно 6 руб./кВт/час. Приобрести такой генератор с размером, сопоставимым с системным блоком ПК, можно за 15 000 руб. Выводы делайте сами.

Большинство солнечных элементов производятся из дорогостоящего кремния. Как следствие, высокая стоимость электроэнергии, производимой солнечными батареями. Однако, возможно все может измениться в будущем. Предполагается, что через 10 лет - энергоресурсы, добытые с помощью солнца, будут продаваться по цене на 50% ниже добываемой при помощи угля, природного газа и ядерного топлива.

В течение года солнечные батареи теряют до 1,5% своей первоначальной мощности из-за старения кремния. Если при изготовлении солнечной батареи был допущен брак, то он может обнаружиться через несколько месяцев, или даже лет. Именно поэтому не стоит покупать "дешевые" солнечные батареи, потому что они в результате могут оказаться очень дорогостоящими (скупой платит дважды и трижды). Тем не менее, мнений и соображений противников и сторонников солнечных батарей очень много, и пожалуй, единственное в чем все противоборствующие стороны солидарны, так это в том, что использование солнечной энергии для альтернативных источников питания устройств весьма оправдано и очень перспективно.

Учитывая относительно небольшую выходную мощность, источник на основе лишь одной солнечной батареи нельзя назвать удовлетворительным. Поэтому, те потребители, кто обладает серьезным финансовым ресурсом, соединяют солнечные батареи в модули, дополняют их устройствами контроля заряда аккумуляторов, мощными преобразователями энергии и в таком виде система может уже обеспечивать бесперебойное энергоснабжение дома (коттеджа), хотя окончательная стоимость соизмерима с несколькими сотнями тысяч рублей.

На рис. 1.2 представлен вид солнечного модуля мощного источника питания для дома.

Рис1.2. Вид солнечного модуля мощного источника питания для дома

Полагаю, что за источниками альтернативной энергии, безусловно, будущее. Год от года солнечные элементы будут "дешеветь", а их полезная мощность, на радость потребителю, повышаться. Сегодня солнечные батареи массово применяются в качестве зарядных устройств небольшой мощности - для сотовых телефонов и другой бытовой техники.

Главным же минусом применения солнечной батареи обычно называют зависимость от ее питания - Солнца. Именно поэтому (см. рис. 1.1) в системе альтернативного источника питания предусмотрена мощная АКБ, которая "отдает" ток в нагрузку в то время, когда солнечная энергия ослабевает, к примеру, ночью.

Немаловажным фактором является и то, что максимальная польза (КПД) солнечной батарей получается тогда, когда солнечные лучи падают на поверхность фотоэлектрических элементов (ФЭЭ) под углом 90°, то есть перпендикулярно. В иных случаях (земля, как известно, постоянно вращается вокруг солнца) при изменении угла падения солнечных лучей и их отражения, эффективность батареи несколько снижается даже в солнечную погоду.

В ясную погоду на 1м2 земной поверхности в среднем падает 1000 Вт световой энергии солнца. В зависимости от местности участка земли солнечная энергия поступает неравномерно из-за облачности в пасмурную погоду, есть места, где солнце светит 320-350 дней в году, а есть такие места, где солнца не бывает вообще. Исходя из этого, необходимо рассчитать эффективность их применения в каждом конкретном случае.

В помощь этому в табл. 1.1 приведены сведения о поступлении солнечной радиации для некоторых городов России. Таблица построена по данным спутников NASA.

На широте Москвы в течение ясного солнечного дня поступает около 3 кВт/час солнечной энергии на 1 м2. В табл. 1.2 представлены сведения о суммарной солнечной радиации применительно к широтам (по ней можно приблизительно высчитать солнечную энергию в других городах).

Таблица 1.1. Поступления солнечной радиации, для некоторых городов

* К - коэффициент суммарной солнечной радиации по отношению к г. Москва.

Таблица 1.2. Суммарная солнечная радиация на разных широтах

Автор: Кашкаров А.П.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Материнская плата ASUS X99-WS/IPMI с системой дистанционного управления 07.10.2015 Такие выражения, как "удаленное управление", применительно к системным платам могут вызвать у рядовых пользователей непонимание и даже возмущение гипотетическим покушением на приватность, но в крупных компаниях, где одновременно работают сотни и тысячи серверов и рабочих станций, жизнь системных администраторов без соответствующих технологий была бы настоящим адом. Компания ASUS анонсировала новую плату для рабочих станций X99-WS/IPMI, оснащенную модулем удаленного управления ASMB8-iKVM. Система ASMB8 позволяет не только наблюдать за состоянием системы и управлять ее питанием, но и получать полный доступ к выводимому на монитор изображению, включая интерфейс настроек BIOS или "синий экран смерти" Windows. Несмотря на то, что ASUS X99-WS/IPMI не позиционируется в качестве игровой или оверклокерской платы, на ней установлена фирменная версия разъема LGA 2011-3 с увеличенным числом контактов, так называемый ASUS OC Socket. Поддерживаются все процессоры с этим интерфейсом, включая Intel Xeon E5-1600 v3 и Xeon E5-2600 v3. Ограничения на использование памяти сегодня накладывает процессор, поэтому поддержка регистровых модулей DDR4 с ECC заявлена только для процессоров Xeon. В остальных случаях поддерживается обычная, небуферизированная память DDR4 без коррекции ошибок, максимальным объемом до 128 Гбайт. Частота модулей в разогнанном режиме может достигать 3200 МГц. Конфигурация периферийных устройств также зависит от процессора: в моделях с 40 линиями PCIe 3.0 все пять полноразмерных слотов могут работать в конфигурации x8, при 28 линиях существует ряд ограничений на конфигурацию и количество активных слотов PCIe. К плате можно подключить до 8 накопителей с интерфейсом SATA 3.0, один с интерфейсом SATA Express, либо воспользоваться разъемом M.2, который делит пропускную способность с SATA Express. Сетевая подсистема представлена парой контроллеров Intel i210-AT, дополнительный порт LAN служит для удаленного управления. Сама система управления базируется на сочетании хорошо известного чипа ASPEED AST2400 и фирменного ключа IPMI 2.0 ASMB8-iKVM. Не забыта и звуковая часть: она реализована на контроллере Realtek ALC1150, дополненном качественными операционными усилителями. Заявлено соотношение сигнал/шум 109 дБ. Плата имеет стандартный форм-фактор ATX, но отверстия для крепления соответствуют стандарту EEB.

Другие интересные новости:

▪ История африканской пыли

▪ Google поставит в школы США 27 тысяч хромбуков

▪ Технология NFC получит еще большее распространение

▪ Раскопки у Стоунхенджа

▪ Система охлаждения Deepcool Gammaxx 400 EX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Послушание трупа. Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел стенографию? Подробный ответ

▪ статья Гиацинтовые бобы. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Радиоигра Найди мину. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья ВЧ головки для двухполосных АС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026