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.
Металлический застой
Рынок производства и потребления металлопроката продолжает находиться в застое. Сдерживает его рост и снижение активности в строительной отрасли.
По данным Росстата, по итогам первого полугодия 2019 года, рынок производства металлов и металлопродукции вырос на 0,2% в сравнении с аналогичным периодом 2018-го. В разрезе по сегментам такой же подъем производства продемонстрировал готовый прокат, выросший до 30,8 млн т. Трубная продукция ушла в минус. Было произведено 6,1 млн т труб, пустотелых профилей и стальных фитингов, что на 1,2% меньше показателя за тот же период прошлого года.
Влияние стройки
Ситуацию с производством и потреблением в России металлов нельзя охарактеризовать иначе как словосочетанием «неопределенность продолжается», считает промышленный эксперт Леонид Хазанов. Несущественный рост производства можно отнести к арифметической погрешности. Влияние на металлургию оказывает и строительная отрасль, с которой не все однозначно. В частности, отмечает эксперт, в коммерческом и промышленном строительстве наблюдается явная стагнация, которая сохранится и дальше. Возможно, несколько лучше ситуация в инфраструктурных проектах. Так, в столице прокладывается Большое кольцо метрополитена и планируется сооружение Юго-Восточной хорды, и в целом по России идет строительство новых и обновление действующих дорог и мостов.
«Отдельные отечественные металлопроизводители заявляют о расширении продаж на российском рынке, однако надо принять во внимание, что в их показателях может учитываться реализация в пользу собственных сбытовых структур, располагающих складами, где они могут хранить приличное количество металла довольно долгое время. Цены же на прокат сейчас находятся на более высоких уровнях по сравнению с летом 2018 года, но это явно не свидетельство сильного спроса. Речь идет о попытке обеспечить минимальный уровень рентабельности бизнеса за счет потребителей», – считает Леонид Хазанов.
Как отметил руководитель ООО «Балтийская Металлургическая Компания» Сергей Васильев, поставщики металлопроката планируют в августе небольшое повышение цен. «Оно будет достаточно скромным и не должно распугать клиентов. Но дальнейшие перспективы для всех участников рынка – не слишком веселые. Наша компания хотя и отмечает улучшение спроса на металлопрокат и повышение цен, но активность строительного сектора неуклонно падает – и в ближайшем будущем положительной динамики не предвидится», – резюмирует он.
Подделывают всё
В настоящее время игроки рынка металла бьют тревогу из-за существенного роста контрафактной продукции. В отдельных сегментах ее доля в зависимости от региона начала доходить до 25%. Особенно остро, считают специалисты, эта проблема стоит в сегменте холоднокатаного оцинкованного проката с полимерным покрытием и изделий из него – в частности, металлочерепицы, применяемой для кровли зданий и сооружений.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ПАО «Северсталь», наличие большого количества фальсификата металлочерепицы связано с отсутствием на национальном уровне единых требований к ее качеству, наличием китайских производителей, предлагающих металлопрокат в недопустимо низких для металлочерепицы толщинах с минимальными антикоррозионными свойствами и, соответственно, ценами. Для конечного потребителя ситуация осложняется отсутствием возможности визуального определения необходимого качества. Статистика проблем с применением некачественной металлочерепицы за последние 10 лет показывает, что в 683 случаях срыва кровли 17% связаны с применением некачественного материала. В «Северстали» считают целесообразным распространить на металлочерепицу опыт, полученный в борьбе с контрафактом в цементной отрасли. Там введение обязательной сертификации позволило сократить долю фальсификата цемента российского производства с 54% до 13%, а импортного – с 70% до 14%.
Много контрафакта и в сегменте труб. По словам Леонида Хазанова, очень часто бывшие в употреблении трубы «реставрируются» и продаются как новые по низким ценам. Попадаются и некачественные медные кабели, сделанные из катанки, произведенной из лома с большой долей вредных примесей. «Для борьбы с контрафактом, по моему мнению, нужно четко прописать в регулирующих документах, какая металлопродукция с какими параметрами может использоваться при возведении зданий жилого или иного назначения. Не мешало бы ввести обязательное подтверждение соответствия проката, как предложил сделать Фонд развития трубной промышленности для стальных труб, поставляемых для жилищно-коммунального хозяйства. Нужны и сертификация, и маркировка металлопродукции, чтобы в случае проблем можно было выявить виновного производителя», – полагает эксперт.
Мнение
Сергей Васильев, руководитель ООО «Балтийская Металлургическая Компания»:
– Производство контрафактной продукции – один из видов производственной и коммерческой деятельности, которая наносит огромный ущерб работе добросовестных производителей товаров и услуг, составляющий по отрасли десятки миллиардов рублей. Перед тем как приобрести металлопродукцию, потребитель должен узнать как можно больше информации о поставщике, запросить всю документацию, которая подтверждает качество материалов. Ну, конечно, нужна и важна сама встреча с контрагентом.
Через посредника
Посреднические услуги по согласованию строительства по-прежнему востребованы игроками рынка.
Разрешение на строительство необходимо для возведения или реконструкции большинства капитальных объектов. Чтобы его получить, необходимо предварительно согласовать со множеством инстанций всю проектную и строительную документацию. Взять на себя все «походы по кабинетам» готовы специализированные организации.
Комплексный подход
В Петербурге согласованием и сопровождением проектов занимается около сотни компаний. Правда, некоторые из них почти полностью состоят из юристов и не имеют в своем штате специалистов из сферы строительства. Аналогичная ситуация наблюдается и в целом по России. Посреднические услуги по согласованию строительства оказывают свыше тысячи компаний. По оценке экспертов, их общий ежегодный доход превышает 1 млрд рублей. В крупных городах «ценник» согласования небольшого жилого или коммерческого объекта начинается в среднем от 100 тыс. рублей.
В настоящее время посреднические «бумажные» услуги в строительстве наиболее востребованы ритейлерами, рестораторами, образовательными учреждениями – те не готовы вникать в особенности строительной документации и ее согласования с профильными ведомствами. Также популярна услуга посредников у небольших застройщиков. Крупные девелоперы в большинстве своем обычно занимаются согласованием документации самостоятельно.
Генеральный директор ООО «Строй-Проверка» Вячеслав Гиндин рассказал, что компания осуществляет независимую строительную экспертизу и помогает получить все согласования, связанные с получением разрешения на строительство и вводом объектов в эксплуатацию. В частности, организация предоставляет услуги по управлению проектом (получение исходных данных, проектирование, экспертиза), занимается согласованием и экспертно-техническим сопровождением проектной и строительной документации со всеми структурами: администрацией города, Службой госстройнадзора, КГИОП (проведение историко-культурных экспертиз, составление исторических справок, обследование и проектирование), межведомственной комиссией, органами местного самоуправления. Также компания предоставляет юридические услуги, связанные с судебными процессами по получению разрешения на строительство и ПЗЗ.
«Пользователями наших услуг являются как физические, так и юридические лица, связанные с проектированием или реализацией строительства. Стоимость работ очень индивидуальна и зависит от сложности задач, объекта и требований инстанций», – отмечает Вячеслав Гиндин.
Заместитель директора ООО «Стройсервис» Максим Шишков напоминает, что получение разрешительных документов, согласование строительства может длиться много месяцев. Это существенная потеря времени, приводящая к финансовым издержкам. Несмотря на то, что за последние пару лет согласование проектной и строительной документации немного упростилось (в частности, был введен электронный документооборот), ситуация к лучшему существенно не изменилась. Чтобы быстро получить разрешения при правильно подготовленных документах, надо знать все нюансы постоянно меняющегося законодательства и иметь налаженные контакты с госучреждениями.
«Наиболее верное решение – полное сопровождение сторонней организацией объекта строительства от момента подготовки и сдачи проектной документации до ввода его в эксплуатацию. По сути, в этот период клиенту оказывается функция технического заказчика, которая является ключевой, а не вспомогательной при реализации проекта», – подчеркивает Максим Шишков.
Внимание: перепланировка
Стоит добавить, что к особо востребованным услугам данных посреднических организаций относится и перепланировка жилых и нежилых помещений. Причем очень часто ее приходится узаконивать уже после ее проведения при продаже квартиры.
Представители рынка предупреждают, что в этом сегменте услуг встречается множество мошенников, якобы готовых в срочном порядке согласовать перепланировку помещений. Компанию, оказывающую услуги по получению разрешения на строительство, потенциальный клиент (как правило, юрлицо) может достаточно легко проверить. Организацию, занимающуюся решением «квартирного вопроса», обычному человеку оценить сложнее. Поэтому гражданам рекомендуется оплачивать услугу согласования перепланировки по факту ее исполнения.
Мнение
Вячеслав Гиндин, генеральный директор ООО «Строй-Проверка»:
– Ввиду бюрократической машины документооборота, особенно выраженной в нашем городе, процессы и время согласования зависят от сложности задач, объекта и требований инстанций. Согласование может длиться от трех месяцев до трех лет. На наш взгляд, имеется необходимость коррекции работы в этой сфере. От лица всех коллег хотелось бы поднять вопрос о сокращении процессов и времени согласования с госорганами, необходимость которых часто отсутствует, т. е. упростить операционную часть, либо снизить трудозатратную часть путем совершенствования электронного документооборота.