Солнечные батареи
Солнечные батареи относятся к альтернативной энергетике, позволяющей получать дешевое электричество. Это очень перспективное направление из-за неисчерпаемости потока солнечных лучей. Батареи имеют вид плоских панелей, устанавливаемых в местах наиболее сильного падения лучей Солнца. Эффективность метода получения энергии позволяет вести ее использование во множестве сферах деятельности, что является серьезным заделом на будущее, поскольку стандартные ресурсы постепенно исчерпываются.
Устройство и принцип действия
Основу солнечной батареи составляют полупроводниковые устройства, способные преобразовывать падающие лучи в электрический ток. Производимые солнечные батареи бывают разных размеров, что зависит от места их установки. Масштабное оборудование крепится на крышах домов или автомобилей, а более мелкие приборы встраиваются в микрокалькуляторы. Обычно большие солнечные панели сверху покрываются стеклом. Это необходимо для защиты их от воздействия внешней среды и фотонов, которые обладают чересчур мощной энергетикой.
Устройство приборов
В состав солнечной батареи включены следующие элементы:
- Фотовольтаические ячейки. Данные компоненты выполняют основную функцию в батарее. Их задача состоит в преобразовании потока лучей в электричество с помощью фотовольтаического эффекта. Его суть заключается в формировании электрического заряда, что обеспечивается свойствами полупроводникового материала.
- Абсорбер. Это специально изготовленный из кремния слой, обладающий способностью поглощать солнечный свет с последующей передачей на фотовольтаическую ячейку для преобразования его в электричество.
- Покрытие. Оно необходимо для того, чтобы защищать фотовольтаические ячейки от влияния непогоды и механических повреждений.
- Стекло. Кроме защитной функции оно выполняет еще роль изоляции для сохранения внутри ячейки тепла.
- Контактные площадки. С помощью таких металлических элементов обеспечивается связь между фотовольтаические ячейками и проводами.
- Провода. Формируют связь между всеми элементами солнечной батареи.
- Инвертор. Проводит изменение постоянного напряжения в переменную величину. Это требуется для того, чтобы обеспечить питание электрических приборов.
- Аккумулятор. Является емкостью, где хранится избыток вырабатываемой энергии.
- Контроллер заряда. Устройство, необходимое для контроля величины заряда аккумулятора.
Чтобы солнечная батарея работала нормально, все компоненты должны работать в полном взаимодействии.
Принцип действия
Принцип работы солнечной батареи основывается на фотовольтаическом эффекте. Суть его заключается в том, что под воздействием света определенные материалы способны создавать на своей поверхности напряжение, что сопровождается выработкой электричества.
Происходит это за счет того, что световые фотоны выбивают из атомов отрицательные электроны, превращая их в положительно заряженные ионы. После этого формируется электрический ток, представляющий собой движение положительно и отрицательно заряженных частиц.
Работа солнечной батареи состоит в следующем:
- После попадания света на солнечную панель происходит его поглощение кремниевыми ячейками.
- Электроны выбиваются из атомов и становятся свободными. Одновременно они вместе с положительно заряженными ионами переходят в возбужденное состояние.
- Все образовавшиеся частицы начинают свое направленное движение между контактными пластинами через полупроводник. Как результат формируется электрический ток, перемещающийся в дальнейшем по электрическим сетям. При этом его излишки собираются в аккумуляторной батарее.
Что представляют собой электрические сети и как в них поступает электроэнергия, можно узнать из этой статьи.
Разновидности оборудования
Производителями выпускается несколько разновидности солнечных батареи, каждая из которых обладает своими особенностями:
- Монокристаллические. Изготавливаются такие батареи из чистого кремния. Сначала материал расплавляется, а после отвердевания разделяется на пластинки толщиной 300 мкм. Все ионы и электроны в таких батареях обладают хорошей эффективностью, что отражается на высоком КПД оборудования. В пластинках вставлены электроды, которые выглядят в виде сеток. Монокристаллическое оборудование обычно окрашивается в темно-синий или черный цвет. Это качественные изделие со сроком службы до 50 лет.
- Поликристаллические. Основу солнечной батареи составляет не цельный кристалл кремния, а множество его маленьких кусочков. Это значительно удешевляет оборудование, но и делает его работу менее эффективной, что выражается в пониженном КПД, равном 13-15%. За счет более низкой цены на такие панели присутствует увеличенный спрос.
- Тонкопленочные. В состав данного типа оборудования входит множество разных элементов, среди которых кадмий и одна из разновидностей кремния. Оборудование значительно уступает предыдущим двум видам, но имеете хорошую гибкость, и может быть установлено на любой поверхности. Популярность таких батарей выражается в том, что они могут функционировать при любой погоде, включая облачность или низкое освещение.
- Органические. Здесь исходными составляющими могут быть различные полимеры, а также углерод. Оборудование обладает эффективностью, но имеет невысокий срок службы и пока не получило широкого распространения.
- Нанокристаллические. Для изготовления этого типа батарей применяется новаторская технология. В качестве основы используются наночастицы элемента кремний. Полученные фотоэлементы характеризуются качеством, что отражается на их долговечности и эффективности, но данный метод еще не совершен для полноценной эксплуатации.
Из всех видов солнечных батарей наибольшей непопулярностью пользуется поликристаллический вариант и в первую очередь это связано с его доступностью по цене.
Характеристики солнечной батареи
Все солнечные батареи характеризуются следующими параметрами:
- Мощность. Это основной показатель солнечной батареи. Он измеряется в ваттах и указывает, сколько электроэнергии производит данная солнечная панель за единицу времени.
- Напряжение. Данная величина, измеряемая в вольтах. Она фиксирует разность потенциалов между точками батареи и может равняться 12, 24 или 48 В.
- Ток. Здесь говорит о количестве электричества, которое в течение единицы времени протекает через панель.
- Эффективность преобразования. Определяется отношением полученной на выходе электрической энергии к количеству поглощенных батареей солнечных лучей. Диапазон может составлять 5-25%.
- Размер. В зависимости от типа батареи он может составлять от 1 м² до 6 м².
- Вес. Масса солнечных батарей достигает 10-50 кг.
- Рабочая температура. Чтобы солнечная панель работала эффективно, данный интервал должен составлять от (-40)° до (+85)°. При увеличении этого параметра отдача панелей может снижаться
- Срок эксплуатация. При хорошем обслуживании в среднем солнечная батарея используется на протяжении 30 лет. При этом у лучших вариантов это срок увеличивается до 50 лет.
Также важным параметрам является тип ячейки. Он зависит от вида панели.
Правила выбора
При желании установить солнечную батарею необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- Потребность в электроэнергии. После определения этой величины необходимо добавить еще до 30% на случай потерь.
- Тип батареи. Здесь в первую очередь нужно ориентироваться на размер финансов. Наиболее эффективные монокристаллические панели, но они и стоят дорого. Если средств недостаточно, то стоит обратить внимание на поликристаллический или тонкопленочный вариант.
- Мощность. Это основной параметр, на основании которого выбирается солнечная батарея. Мощности должно быть достаточно, чтобы панель обеспечивала выработку нужного количества электричества для дома.
- Место установки. Обычно солнечные батареи устанавливают на крыше, поскольку данная территория максимально освещенная. При этом нужно ориентироваться на такой параметр как угол наклона поверхности, который должен составлять в районе 35-45°.
- Площадь панелей. Данная величина определяется расчетным способом. Для этого нужно взять отношение всех потребностей в электричестве к выработке энергии единицы панели за сутки.
Обязательно необходимо обратить внимание на производителя. Это должна быть авторитетная компания с большим количеством положительных отзывов.
Эксплуатация и обслуживание
После установки солнечных батарей, чтобы они прослужила долго, необходимо уделять внимание их обслуживанию:
- Постоянно исследовать панели на предмет наличия загрязнений. Поверхность должна быть очищена от пыли и осевших насекомых. Эффективность работы батарей увеличивается в том случае, когда их поверхность чистая.
- Во время очищения панелей от грязи следует использовать только теплую воду и мягкую ткань.
- Регулярно следить за качеством работы инвертора, который преобразовывает выработанный постоянный ток в переменную величину.
- Периодически вести проверку надежности работы всех систем.
- С течением времени менять отдельные вышедшие из строя элементы для обеспечения высокой производительности системы.
При правильной эксплуатации и хорошем обслуживании солнечных батарей они прослужат несколько десятков лет и обеспечат дом дешевой электроэнергией.
Применение батарей
Солнечные батареи применяются в широких сферах деятельности:
- В системах электроснабжения автономного типа. Чаще всего устанавливаются в частных домах или дачах. Это часто делается в тех случаях, когда объекты удалены от центрального электроснабжения.
- Для освещения территорий. Сюда включаются уличные фонари, размещаемые в парках или вдоль улиц.
- В автомобилях. Обычно они крепится на крышах транспортных средств, и используются для зарядки аккумуляторов.
- Как возобновляемая энергетика. Оборудование устанавливается в ветросолнечных электростанциях и используется как источник энергии.
- В системах связи. Небольшого размера панели, встроенные в приборы, используются как источники питания.
- В бытовых приборах. Сюда относятся холодильники, вентиляторы и другие агрегаты, которые в качестве источника питания используют солнечную энергию. С этой целью в них встраиваются небольшие панели.
- В качестве источника питания при установке видеонаблюдения.
Кроме того, солнечные батареи уже начинают использоваться в глобальном плане. Они стали применяться в космонавтике и самолетостроении, что позволяет существенно экономить топливо.
Преимущества и некоторые недостатки
Солнечные батареи с течением времени становится все доступнее, поскольку цена на них постоянно снижается. Однако, покупая такие изделия, необходимо предварительно хорошо ознакомиться с преимуществами и недостатками панелей. К достоинствам солнечных батарей относятся:
- Экологическая безопасность. Работа солнечных батарей не приносит окружающей среде никакого вреда. Это является очень важным моментом, поскольку экология в современном мире играет решающую роль. Подробная информация об экономическом аспекте хорошо изложена в этой работе.
- Быстрая окупаемость. Рост стоимость электроэнергии наблюдается непрерывно. Что касается солнечных батарей, то здесь затраты присутствуют только в момент покупки и установки оборудования. Поскольку солнечная энергия является бесплатной, вложенный капитал очень быстро окупается.
- Простота использования. После окончания монтажа оборудования требуется только следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Это не несет больших затрат сил и времени.
Если обратить внимание на недостатки, то здесь стоит отметить большую стоимость оборудования. При этом следует помнить, что его окупаемость наступает очень быстро.
Солнечные батареи выгодно ставить только в регионах с продолжительным световым днем. При большой длительности ночи такое оборудование можно использовать только в качестве дополнительного источника электроэнергии.
Энергосбережение и энергоэффективность: комплексный подход
Группа компаний «Мосстрой-31» во главе с генеральным директором Шотой Хабелашвили вносит весомый вклад в продвижение и развитие энергосберегающих технологий в строительстве и повышение энергоэффективности зданий и сооружений.
ГК «Мосстрой-31» занимает ведущие позиции в области производства теплоизоляционных материалов в России и входит в тройку лидеров по выпуску высококачественного пенополистирола. Наряду с этим материалом изготавливаются изделия на его основе: сэндвич-панели, заполнитель для пенополистиролбетона «Политерм», несъемная опалубка, архитектурно-декоративные элементы. В составе группы работают пять заводов в различных регионах России: Москве, Подмосковье, Воронеже, на Кубани, в Поволжье.
«Мосстрой-31» также занимается строительством, реализуя проекты по возведению многоквартирных и индивидуальных жилых домов, реконструкции и капитальному ремонту существующих зданий, реставрации фасадов, включая восстановление фасадных панно с применением декора из пенополистирола.
Столь различные направления многогранной деятельности организации объединяет важная государственная задача, а именно — энергосбережение и энергоэффективность.
«Я строитель по образованию и по призванию, — рассказывает генеральный директор ГК "Мосстрой-31" Шота Хабелашвили. — Меня всегда, с молодых лет, интересовали вопросы энергосбережения, и этой теме я посвятил свою жизнь».
В сфере энергосбережения и энергоэффективности Шота Георгичевич ведет не только профессиональную, но и большую общественную работу. Как крупный эксперт в данной области с момента создания в феврале 2013 года Комитета по инновационным энергоэффективным материалам Российского союза строителей, он остается его неизменным председателем.
Вот уже десять лет комитет неустанно трудится на ниве продвижения и внедрения передовых технологий с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Ярким примером этой важной работы может служить «План мероприятий (дорожная карта) по созданию экономических и организационных стимулов внедрения инновационных энергоэффективных технологий и экологичных материалов в ЖКХ и строительной отрасли». Этот документ передан Российскому союзу промышленников и предпринимателей для последующего согласования с заинтересованными федеральными министерствами и ведомствами.
Второй пример — «Предложения о применении новых инновационных теплоизоляционных материалов для использования при проведении капитальных ремонтов многоквартирных домов», которые были разработаны комитетом, а затем внесены Правительством Московской области в региональную программу капитального ремонта.
Капитальный ремонт, в котором сейчас остро нуждаются многие объекты жилищного фонда России общей площадью до 2 млрд кв. м, дает возможность не только устранить неисправности здания, но и повысить его энергоэффективность. Опыт недавнего капремонта многоквартирного жилого дома в округе Домодедово Московской области с утеплением фасадов и цоколя по всему периметру пенополистиролом, выполненного силами ГК «Мосстрой-31», по мнению экспертов, целесообразно тиражировать в других регионах страны.
Таким образом, ГК «Мосстрой-31» стремится к энергосбережению и повышению энергоэффективности сразу несколькими путями: производит энергоэффективную продукцию, применяет ее в строительной практике и продвигает энергосберегающие технологии через профессиональное сообщество на государственном уровне. Такой комплексный подход к решению важнейших задач по снижению расходов населения и экономии природных ресурсов трудно переоценить.
«ГОСТКАБЕЛЬ» — качество по стандарту!
Путь к сердцу потребителя лежит через неизменное качество предлагаемой продукции. Проложить этот путь не так-то просто: репутация зарабатывается годами, а лишиться доверия покупателя можно в один день. На заводе «ГОСТКАБЕЛЬ» есть все необходимое, чтобы производить качественный товар: современное оборудование, квалифицированный персонал, действующая система менеджмента качества и постоянная обратная связь с потребителем.
Добро пожаловать в Ревду: здесь умеют делать хороший кабель
Завод «ГОСТКАБЕЛЬ» в Свердловской области — это современное предприятие замкнутого технологического цикла по изготовлению кабельно-проводниковой продукции. На заводе производится более 37 номенклатурных позиций и более 2700 макроразмеров наиболее востребованного на рынке силового кабеля на напряжение до 1 кВт и проводов для электроустановок на напряжение до 450/750 В.
В номенклатуре изделий есть кабели огнестойкие, с низким дымо- и газовыделением, с низкой токсичностью продуктов горения. На предприятии также разрабатывается и выпускается продукция с дополнительными характеристиками по специальным заказам, под конкретные проекты с соблюдением требований стандартов и особых технических условий.
С 2016 года на заводе изготовлено более 105 000 000 км кабельной продукции разного назначения: для объектов капитального строительства и энергетики, промышленного энергоснабжения, взрывозащищенных помещений, автоматизации. Здесь ежедневно выпускают 170 000 м качественной продукции. На предприятии трудятся более ста специалистов.
Нам важно быть среди лучших
Свойства, необходимые потребителю кабельных материалов, связаны с надежностью и безопасностью, гарантированной защитой электроустановок от коротких замыканий и пробоев, которые могут привести к авариям и пожарам. Поэтому большое значение приобретают такие характеристики кабельно-проводниковой продукции, как правильные параметры изоляции, точный размер сечения алюминиевого провода или медных жил, стойкость изолирующего слоя к механических повреждениям. Не существует иного способа производить качественную продукцию, чем строгое следование принятым в отрасли нормативам, контроль за их соблюдением и тщательный отбор сырья. Такой способ контроля качества изначально является стандартом деятельности нашего предприятия. Благодаря этому сегодня, когда российская промышленность активно перестраивается на импортозамещение, мы производим продукцию, не уступающую по качеству зарубежным аналогам.
Каким же образом «ГОСТКАБЕЛЬ» поддерживает качество выпускаемого кабеля и проводов, обеспечивает их соответствие требованиям Технического регламента, ГОСТов и гарантирует заказчикам безопасную эксплуатацию продукции?
Прежде всего с 2015 года на заводе внедрена и успешно действует система менеджмента качества, направленная на наиболее полное удовлетворение требований потребителей. Предприятие сертифицировано по стандарту ISO 9001-2015.
«ГОСТКАБЕЛЬ» ведет непрерывную работу, нацеленную на развитие технологических процессов производства и в области качества. Мы постоянно совершенствуем производственный процесс, так как это путь к достижению качественно нового уровня выпускаемой продукции, расширению ассортимента, эффективности и безопасности труда.
Обеспечение высоких стандартов качества является приоритетной задачей на всех стадиях производства — от контроля поступающего сырья и комплектующих до испытаний готовых партий.
Еще одной не менее важной составляющей является квалификация персонала. Каждый сотрудник, работающий на кабельном производстве, должен пройти обучение и быть аттестованным по его завершении, а затем каждые полгода подтверждать свою квалификацию или повышать ее.
На предприятии полностью разделяют стремление участников рынка к улучшению российской продукции, борьбе с недобросовестными поставщиками, совершенствованию отраслевой нормативной базы. Усилия предприятия оценило и профессиональное сообщество: в 2020 году «ГОСТКАБЕЛЬ» стал членом ассоциации «Национальное объединение производителей строительных материалов, изделий и конструкций (НОПСМ)». Это крупнейшая профильная ассоциация, которая объединяет десятки ведущих российских компаний и развивается при поддержке Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ и Министерства промышленности и торговли РФ. В ассоциацию входят заводы-изготовители, девелоперы, отраслевые союзы и объединения. Совместно с Комитетом НОПСМ по содействию развитию конкурентного рынка свето- и электротехники для строительной отрасли Российской Федерации (EL Комитетом) представители «ГОСТКАБЕЛЯ» контролируют образцы кабеля в рознице и на строящихся объектах. Результаты проверок предоставляются застройщикам и подрядчикам, что уже привело к сокращению продаж фальсифицированного кабеля в Уральском регионе.
Будущее с заводом «ГОСТКАБЕЛЬ»
Благодаря современной технико-технологической базе, контролю за производством, пристальному вниманию к исходным материалам и к уровню квалификации специалистов предприятие «ГОСТКАБЕЛЬ» получило заслуженное признание на отраслевом рынке.
Основными клиентами нашего завода являются крупные торговые и строительные предприятия Уральского региона, ХМАО и других регионов России, включая Центральный федеральный округ. В 2022 году был открыт склад в Московской области, а также еще один филиал официального дистрибьютора «Рос-Электро» в центре Москвы, который успешно наращивает объемы продаж. Для московских клиентов сроки и стоимость поставок сократились вдвое.
Взаимоотношения с поставщиками и потребителями — основа успешного развития предприятия. Поэтому мы строим наши взаимоотношения на основе долгосрочного сотрудничества, оперативно реагируем на обращения потребителей, анализируя их требования и ожидания, совершенствуемся в предоставляемом сервисе и выборе надежных поставщиков сырья и материалов. Сейчас продукция «ГОСТКАБЕЛЬ» проходит аккредитацию по стандартам ПАО «Россети», которая позволит использовать ее на объектах военно-промышленной отрасли.
Мы — не просто завод, производящий кабель и провод. Мы — современное предприятие, имеющее за плечами значительный опыт. Свою ответственность, заботу и уважение к людям мы подтверждаем качеством своей продукции. Наши принципы — передовые технологии, первоклассное качество по ГОСТу, профессионализм и партнерство. Создавая надежные, качественные проводники электроэнергии, мы создаем безопасную и комфортную жизнь.
Мнение
Заместитель руководителя Приволжско-Уральского МТУ Росстандарта С. В. Михеева:
«По результатам обследования производственной площадки ООО "ГОСТКАБЕЛЬ" и проведения технических испытаний производимой предприятием кабельной продукции членами комиссии сделан вывод о том, что кабельные изделия ТМ ГОСТКАБЕЛЬ изготавливаются с использованием современного технологического оборудования и полностью соответствуют требованиям нормативно-технической документации по качеству и безопасности».