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.
Требуется проверка
По оценке экспертов, спрос на техническое обследование зданий и сооружений растет. При этом цены на эту услугу падают, в том числе из-за демпинга непрофессиональных компаний.
Техническое обследование зданий и сооружений на выявление дефектов и аварийности – обязательная процедура. В соответствии с ГОСТ 31937-201, первая такая проверка проводится не позже чем через два года после того, как объект недвижимости был введен в эксплуатацию. Затем не реже раза в десятилетие. В случае, если есть подозрения на нарушения в конструкции здания, она проводится внепланово. Работы проводят специализированные организации, которых в стране более тысячи.
Работа есть
Генеральный директор ООО «Строительная экспертиза. Технадзор. Консалтинг» Дионисия Феофанова сообщает, что в настоящее время особо востребована на рынке внеплановая экспертиза объектов и сооружений, построенных в 1990-е и в начале 2000-х годов. В большинстве своем это крупные объекты ИЖС, складские, промышленные объекты. «В тот период совмещались советский опыт строительства и ремонта и появившиеся импортные материалы и технологии, которые еще не были досконально изучены. Сегодня собственники этих объектов приходят к выводу о необходимости их переустройства, реконструкции. Для этого важно предварительно провести техническое обследование, которое часто выявляет дефекты, повреждения и другие несоответствия действующим нормам и правилам», – отмечает она.
Современные объекты внепланово проверяют нечасто. А если это происходит, добавляет эксперт, то обычно во время обследования оценивается качество выполненных работ при споре заказчиков и подрядчиков строительства.
По словам директора департамента строительства и технического аудита УК SVN Александра Красавина, сейчас формируют спрос, в частности, и потенциальные покупатели коммерческой недвижимости. Новым владельцам нужно знать, в каком состоянии они получают объекты от предыдущих собственников. Это позволяет им, например, понизить стоимость сделки или подтвердить техническую безопасность своего приобретения. «Поскольку дальновидных и осторожных покупателей становится все больше, услуга технического аудита будет и дальше набирать популярность. Кроме того, обследование дает понять, сколько стоит восстановительный ремонт и нужно ли менять службу эксплуатации. При обследовании здания также выясняют, в каком состоянии исполнительная документация, исполняются ли действующие предписания», – рассказывает он.
Цена – качество
Как отмечают эксперты, само техническое обследование здания состоит из нескольких этапов. Первый из них – подготовительный, когда изучается вся проектная и строительная документация. Затем – визуальный этап. В его рамках специалистами осматривается само здание на предмет внешних дефектов, трещин и т. д. Если все это выявлено, осуществляется инструментальный этап. По его результатам принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации, ремонте, усилении, реконструкции или восстановлении здания.
По мнению генерального директора ООО «СПК» Андрея Горского, важно, чтобы у заказчика был квалифицированный персонал, который грамотно поставит задачу. К сожалению, добавляет он, таких сотрудников у них почти нет, что может негативно отразиться на выполненной экспертами работе.
Представители компании «Граст» рекомендуют для тех, кто заказывает подобные работы впервые, в целях правильного выбора исполнителя, а также грамотного определения предмета и задач обследования, иметь представление об основных предметах экспертизы. Понимать, что такое несущие конструкции здания, термины «работоспособное», «ограниченно работоспособное», «недопустимое», «аварийное» состояние здания, усиление, повреждение и т. д.
Основатель компании Modulbau Демид Костерев рассказывает, что профессионалы используют до десяти разных способов обследования: акустический, ультразвуковой, электрооптический, тепловизионный и пр. Связано это с тем, что разные типы материалов требуют различного подхода. После обследования подготавливается техническое заключение. Оно обязательно должно содержать перечень выявленных дефектов, подтверждающие фотоматериалы, расчеты, разъяснение причин их появления. Также в заключении должны быть сделаны выводы о том, к чему обнаруженные дефекты могут привести. Стоимость обследования, отмечает эксперт, всегда рассчитывается индивидуально, ведь она складывается из множества факторов: площади постройки, стоимости транспортировки оборудования в зависимости от дальности, собственно целей экспертизы и необходимых этапов.
Генеральный директор ООО «БЭСКИТ» Сергей Пичугин напоминает, что на услугу обследования зданий и сооружений есть и прямые расценки в Сборниках цен Минстроя РФ. «Правда, я не помню случая, когда нам по ним платили. Все заказчики мечтают, чтобы им обследование сделали быстро, хорошо и почти бесплатно. Такого не бывает. К сожалению, из-за этого фактора очень часто побеждают в конкурсах те, кто делают свою работу некачественно. Наберите в интернете «обследование зданий и сооружений» – выйдут тысячи экспертных организаций. Есть среди них и совсем новенькие, 2015 года и младше. Они, непонятно каким образом, в год делают обследование тысячи объектов, в том числе и опасных производственных. При этом в штате таких организацией нет ни одного эксперта, аттестованного Ростехнадзором, и нет самой лицензии этого надзорного органа. Оборудования у них – лазерная рулетка и штангенциркуль, все китайское и, конечно, не поверенное», – сетует он.
Схожие выводы о ценах на услуги и демпинге делает и генеральный директор ООО «Строй-Проверка» Вячеслав Гиндин. По его словам, цены в последние годы имеют тенденцию к снижению. «Это влечет за собой риски, связанные с качеством проводимых работ, полнотой их исследования. Факторы, на которые следуют обратить внимание заказчику при выборе экспертной компании, связаны с кадровым и техническим обеспечением организации. В частности, в ней должны работать специалисты, входящие в Национальный реестр специалистов НОПРИЗ. Сама компания также должна входить в СРО в области обследования и изысканий в строительстве», – подчеркивает эксперт.
Между тем, по словам Сергея Пичугина, некоторые непрофессиональные компании покупают выписки СРО и потом начинают работать. В частности, в этом году такая фирма выиграла конкурс стоимостью 2,45 млн рублей за 200 тыс. Это почти в 12,5 раз меньше стоимости по отраслевому Сборнику цен.
Игроки рынка надеются, что в ближайшее время должна произойти некоторая стабилизация цен. Заказчик должен прийти к выводу, что необходима профессиональная качественная проверка. Не проводить аудит – значит получить многомиллионные риски.
Мнение
Сергей Пичугин, генеральный директор ООО «БЭСКИТ»:
– В нашей практике были случаи, когда заказчики на вопрос «Какова причина обследования?» отвечали, что хотят для себя знать действительное текущее состояние объекта. К сожалению, сейчас таких клиентов становится все меньше. Нашу работу можно сравнить со врачебной. Чаще всего к нам обращаются, когда здание уже «заболело» – и мы стараемся, как настоящие медики, сохранить его.
Свет в окне
В фасадном остеклении жилых домов и коммерческих объектов продолжают задействоваться новые технологии и материалы.
За последние 15–20 лет фасадное остекление зданий значительно изменилось. Стали задействоваться новые технологичные и стилевые решения, позволяющие окну гармонировать с архитектурой и пространством объекта. При этом фасадное остекление стало нести и серьезные энергосберегающие функции.
По словам специалиста по архитектурным проектам компании SP Glass (производство стекла) Александра Круглова, стекольная отрасль сделала большой рывок, особенно это касается России. «Сравнительно недавно в жилых домах, административных зданиях, бизнес-центрах задействовалось обычное остекление с разной категорией качества. Сейчас же все изменилось. Застройщик, обычный гражданин, который строит себе дом, дачу или просто меняет окна в своей квартире, стал более разборчивым. Потребитель выбирает стекла, производимые по новым технологиям, с мультифункциональными свойствами», – отмечает он.
Руководитель аналитического центра «Главстрой Санкт-Петербург» Дмитрий Ефремов напоминает, что сегодня практически во всех новостройках Северной столицы балконы и лоджии застеклены самими застройщиками. Такой подход позволяет выдержать единообразие фасадов, снизить в квартире уровень шума с улицы, повысить комнатную температуру в холодное время года. При этом просторные лоджии служат пространством не только для хранения вещей, но и для занятий фитнесом и чаепития с друзьями.
«Оконные проемы сегодня могут быть как стандартных, так и увеличенных размеров. Цвет профиля все чаще подбирается под фасад в зависимости от архитектурного облика проекта. Среди материалов широкое применение получили конструкции из алюминия, реже девелоперы работают с ПВХ-панелями. Способы остекления напрямую зависят от класса объекта. Наиболее современным и дорогостоящим является безрамное остекление. Более доступным вариантом служит частичное остекление», – говорит Дмитрий Ефремов.
Представители компании «БФА-Девелопмент» добавляют, что застройщики используют как «холодное», так и «теплое» остекление. Первое предполагает использование одного стеклопакета или стекла. Чаще всего при таком формате для сооружения фасадной системы используется алюминиевый профиль не толще 5 см. «Теплое» остекление задействует 2-3 стекла, а профиль (в большей степени широкий рамный ПВХ) – с поперечным сечением не менее 5 см.
По словам заместителя генерального директора ООО «Бонава Санкт-Петербург» Александра Свинолобова, революции, конечно, за последние 10-15 лет не произошло по сравнению с периодом перехода от деревянных рам с одинарным остеклением на пластиковые и алюминиевые со стеклопакетами. Однако остекление стало намного дешевле, эффективнее и доступнее. Это объясняется, в частности, тем, что производителей, поставщиков и монтажных организаций сегодня довольно много. Поэтому и конкуренция в этом сегменте очень высокая.
В настоящее время, как рассказывает руководитель бизнес-направления «Окна» компании «Леруа Мерлен» Янник Муиш, волна замены оконных конструкций продолжается, в том числе и уже установленных пластиковых стеклопакетов. «Это связано с тем, что конструкции, установленные в период появления на рынке ПВХ-окон, были разными по качеству. Замена обусловлена тем, что за прошедшее время появились новые, более эффективные энергосберегающие и иные решения, в том числе по шумоизоляции. Кроме того, качество фурнитуры ранее установленных оконных систем оставляло желать лучшего, они уже имеют износ. А для многих клиентов надежность и качество современных оконных конструкций становятся решающим фактором для полной замены», – подчеркнул он.
Кстати
По данным экспертов агентства «Окна Маркетинг», рынок пластиковых окон в России за первое полугодие 2019 года сократился на 3% в натуральном выражении по отношению к аналогичному периоду прошлого года. Общим трендом можно считать падение маржинальности бизнеса всех участников рынка, включая производителей окон.