O artigo ajudará a determinar a necessidade de aquisição de fontes de alimentação autônomas, aborda amplamente o tema da alimentação autônoma por meio de painéis solares, as vantagens e desvantagens desta fonte de energia.
Os painéis solares estão se tornando cada vez mais populares devido à sua disponibilidade crescente, tanto financeiramente como no contexto da expansão da gama em redes de varejo. Muitos artigos foram escritos que fornecem estudos de viabilidade para a introdução de usinas de energia solar (os chamados sistemas de geração de energia solar). É verdade que seu período de retorno chega a vários anos..
Um grande segmento de consumidores está mudando para o fornecimento de energia autônomo não tanto por causa do desejo de economizar dinheiro, mas por causa do fornecimento de energia em áreas onde há quedas de energia ou nenhuma.
A geração de energia solar é amplamente utilizada em chalés de verão. Eles são caracterizados pelo baixo consumo de energia e operação sazonal de painéis solares. Casos mais raros – eletrificação total da casa com fontes alternativas. Mas a construção de sistemas de geração de energia solar para diferentes condições de operação é fundamentalmente a mesma. Portanto, consideraremos essa questão em detalhes e na ordem..
Tipos de painéis solares
Outro homem na rua não sabe que o número de variedades de painéis solares já se aproxima de dez. Para estruturar de alguma forma toda a variedade de detectores de luz na consciência, vamos dividi-los em 2 classes:
- silício
- filme
Células solares de silício
Os painéis monocristalinos e policristalinos são amplamente representados no mercado. Também incluídos neste grupo estão os painéis de silício amorfo e as células solares híbridas. Como o nome da classe indica, esses detectores de luz são feitos de silício e hidrogênio de silício. A proliferação de módulos solares baseados em silício se deve à sua alta eficiência energética específica, mas o processo de fabricação bastante complicado os torna caros..
Painéis solares monocristalinos São quadrados pretos com cantos chanfrados. No momento, esses painéis têm a maior eficiência – até 22%. Todas as células fotossensíveis de um painel monocristalino são orientadas na mesma direção, por um lado, isso explica uma eficiência relativamente elevada, por outro lado, o painel deve estar sempre voltado para o sol para obter a máxima eficiência energética. Em luz difusa, por exemplo, em tempo nublado, ao nascer e pôr do sol, os parâmetros elétricos de geração de energia não são nada impressionantes.
Outro tipo de painéis solares: policristalino – têm uma eficiência menor em comparação com os monocristais (cerca de 12–18%), mas devido à multidirecionalidade dos cristais de silício no painel, uma melhor eficiência energética é alcançada na luz difusa. Os painéis policristalinos podem ser reconhecidos pela forma quadrada regular das placas azuis escuras com um padrão de gelo.
Painéis de silicone amorfo (ou, como são chamados, a-Si) têm o desempenho mais baixo na linha de receptores solares de silício. Sua eficiência está em torno de 5-6%. Mas seu uso pode ser justificado. E é por isso:
- em primeiro lugar, o grau de absorção de luz desses painéis é 20 vezes superior ao de outros concorrentes de silício;
- em segundo lugar, a orientação caótica das células fotossensíveis aumenta a eficiência de a-Si em tempo nublado.
Conversores de fluxo luminoso híbridos É uma combinação de silício amorfo com microcristais. Esses painéis são semelhantes em propriedades aos elementos policristalinos, com a única condição de que seu desempenho em luz difusa seja muito superior. Além disso, além do espectro ultravioleta, os painéis híbridos podem converter a radiação infravermelha em eletricidade..
Células solares de filme
Um desenvolvimento relativamente novo no campo dos detectores de luz solar. Devo dizer que no momento é difícil encontrar módulos de filme no mercado russo, devido ao seu alto custo. Portanto, nos restringimos a enumerar seus tipos.
Os elementos do filme incluem elementos baseados em telureto de cádmio (CdTe), disseleneto de cobre-índio (CIS), disseleneto de cobre-índio-gálio (CIGS) e polímeros. Painéis de polímero são a direção mais promissora no desenvolvimento de tecnologias de filmes, já que os fabricantes prometem seu baixo custo, embora a eficiência seja de apenas 6%.
Antes de mergulhar na descrição dos painéis solares, algumas palavras sobre seus parâmetros. A figura abaixo mostra a característica corrente-tensão do painel solar (em vermelho) e a curva de potência (em azul). O gráfico mostra os pontos que se encontram nas características técnicas dos painéis solares.
Portanto, a corrente de curto-circuito é a corrente que ocorre quando o circuito da bateria solar é fechado (a tensão da bateria é zero). A tensão de circuito aberto, ao contrário, é um parâmetro de circuito aberto (a corrente é zero). Esses dois modos não estão operacionais. As condições nominais de operação são indicadas por um ponto amarelo na interseção das linhas pontilhadas. Neste ponto, a corrente e a tensão máxima de operação. O uso mais eficiente de uma célula solar é neste ponto operacional..
No mercado russo, existem principalmente painéis monocristalinos e policristalinos em uma grande variedade. Como você pode esperar, a maioria deles é feita na China. Mas isso não é surpreendente: a China é líder na produção e venda de sistemas de geração de energia solar. Além disso, existem no mercado painéis solares alemães (Calixo, SCHOTT) e japoneses (SHARP)..
Os “fabricantes” russos de painéis solares são empresas que vendem principalmente produtos chineses, fazendo-os passar por seus próprios produtos. O segmento de fabricantes que atuam na montagem de painéis de componentes chineses também é amplamente desenvolvido. Mas nem tudo é tão desesperador. A Rússia também pode se “orgulhar” de seus produtores de painéis solares. A fábrica da Hevel está localizada em Novocheboksarsk, especializada na produção de painéis híbridos de filme fino. Em Krasnodar, na fábrica de Saturno, são fabricadas células solares à base de arseneto de gálio, os produtos são principalmente voltados para a indústria espacial. Duas fábricas mais voltadas para a produção de módulos domésticos estão localizadas em Zelenograd (Telecom-STV) e Ryazan (Ryazan Metal Ceramic Devices Plant, RZMKP).
A gama de painéis solares Ryazan é limitada a dois tipos principais:
- RZMP-130-T – tem uma tensão de saída de 15,9-17,5 V, uma faixa de potência de 105-145 W;
- RZMP-220-Т – tem uma tensão de saída de 27,7-29,1 V, uma faixa de potência de 200-240 W.
A Telecom-STV oferece um número muito maior de artigos de seus produtos: módulos monocristalinos e policristalinos, módulos monocristalinos com maior eficiência, baterias solares flexíveis e especializadas. A tensão de saída dos módulos é adaptada para sistemas de baixa tensão (17-18,5 V) e alta tensão (34-38 V). Além disso, o preço desses painéis solares é uma vez e meia menor do que os do Ryazan. Por exemplo, o Ryazan RZMP-130-T com uma potência de 120 W custará ao comprador 16.100 rublos, e o Zelenograd TSM-120A com uma potência de 123 W pode ser adquirido por 9.658 rublos. Ao mesmo tempo, o peso e as dimensões dos painéis de Zelenograd são menores do que os de Ryazan. A única coisa que fala a favor dos painéis solares Ryazan são informações detalhadas sobre o produto..
Vamos dizer algumas palavras sobre a fábrica Hevel em Novocheboksarsk. Única fábrica da Rússia que começou a produzir painéis à base de silício amorfo intercalados com microcristais por meio de tecnologia micromórfica. Considerando que em grande parte da Rússia existe um grande percentual de dias nublados por ano, os painéis Hevel têm grande potencial na briga pelo mercado de mono- e policristais. Ainda não há painéis Hevel na venda no varejo, mas a julgar pelos preços no atacado, o consumidor terá que pagar cerca de 10.000 rublos por um painel de 125 watts. O concorrente direto da Hevel são os painéis híbridos de filme fino do fabricante taiwanês Green Energy Technology. Painéis taiwaneses já podem ser comprados por 7.000 rublos.
Tabela comparativa de painéis solares russos, taiwaneses e chineses
Fabricante Nome Tecnologia de produção Tensão de pico, V Corrente de pico, A Potência de pico, W Dimensões, mm Preço estimado no mercado russo, esfregue. Telecom-STV, Zelenograd TSM-100A policristal 17 5,6 96 1050x665x43 8429 RZMP, Ryazan RZMP-130-T policristal 15,9 6,65 105 1490 x 670 x 36 14600 “Hevel”, Novocheboksarsk HEVEL P7 micromórfico 56,6 2,21 125 1300 x 1100 x 24 10.000 Tecnologia de Energia Verde, Taiwan GET-115AT2 silício amorfo 93,9 1,22 115 1300x1100x20 * 7000 Energia Solar Chinaland, China CNH100-36M único cristal 19,3 5,18 cem 1200x540x30 6350 * – sem moldura de alumínio
Em última análise, cabe ao consumidor decidir quais painéis escolher. Como recomendação, gostaria de observar que modelos policristalinos de painéis solares podem ser recomendados para alimentação autônoma em casa. Sim, os painéis monocristalinos são mais eficientes, mas não se esqueça que isso é bastante arbitrário..
A potência máxima dos elementos monocristalinos será alcançada apenas em um dia ensolarado usando sistemas de rotação de elementos fotossensíveis. Portanto, esses painéis são mais adequados para residentes da faixa sul da Rússia, onde o número de dias de sol é máximo. Em outras regiões, ao projetar sistemas de fornecimento de energia autônomos, faz sentido voltar sua atenção para painéis relativamente novos feitos com tecnologia micromórfica, que são capazes de converter não apenas a luz ultravioleta solar, mas também a radiação infravermelha em eletricidade. Essa vantagem pode mais do que cobrir a falta de baixa eficiência..
Por último, noto que pessoalmente dei preferência ao painel policristalino, uma vez que se destina à alimentação temporária de uma casa de campo no verão. Daí decorre que a carga planejada é pequena, as horas do dia são longas e ensolaradas. Portanto, uma bateria solar policristalina no meu caso é a mais ideal.
Fornecimento de energia através de painéis solares: um panorama dos painéis no mercado nacional
A utilização de painéis solares para fornecer energia é cada vez mais popular: oferece economia a longo prazo, é uma fonte de energia limpa e inesgotável, resistente a intempéries, fácil de instalar e de manutenção limitada. Esta publicação oferece um olhar geral sobre os painéis solares existentes no mercado nacional, analisando os seus principais componentes, vantagens e especificidades.
Sistemas de engenharia Conteúdo material
Gostaria de saber qual é a eficiência dos painéis solares disponíveis no mercado nacional? Quais são as principais marcas e modelos? E quais são os custos e benefícios de utilizar essa forma de energia renovável? Agradeço se puder compartilhar sua experiência ou conhecimento sobre o assunto.