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.
Александр Васильев: «Контроль качества работ становится приоритетом»
ООО «Испытания. Диагностика. Контроль» осуществляет работы по контролю качества в сфере строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог, мостов, путепроводов и других сооружений. В канун Нового года генеральный директор Александр Васильев рассказал «Строительному Еженедельнику» об итогах деятельности компании в уходящем году и планах на год будущий.
– Александр Владимирович, какие задачи Вы ставили перед компанией на этот год и удалось ли их выполнить?
– В целом, по моей оценке, год для нас был вполне успешным. Одна из важнейших задач, которые нужно было решить компании, – это сертификация на соответствие ряду ГОСТов. Мы оказываем услуги в сфере контроля качества строительства в самых разных сферах. В настоящее время главное, чего заказчик (в том числе государственный) хочет – это добросовестное выполнение заказа. Соответственно, контроль качества работ становится одним из приоритетов.
При этом заказчики хотят, чтобы эти услуги выполняли компании, которые, в свою очередь, гарантированно имеют соответствующие компетенции, что подтверждается сертификатами. Такие требования часто указываются в конкурсных условиях при проведении тендеров. Таким образом, получение нашей компанией сертификатов в уполномоченных структурах позволит нам принять участие в интересных конкурсах и расширить круг заказчиков.
За этот год ООО «Испытания. Диагностика. Контроль» подтвердило свое соответствие ГОСТ Р ИСО 9001-2015 (национальный стандарт РФ системы менеджмента качества), ГОСТ Р ИСО 14001-2007 (национальный стандарт системы экологического менеджмента), ГОСТ 54934-2012 (национальный стандарт системы менеджмента безопасности труда и охраны здоровья). Также мы прошли аттестацию по Стандарту СТО ААЛСЗ 66.1.08/Д-2018 «Оценка опыта и деловой репутации лиц, осуществляющих инженерные изыскания для строительства, реконструкции, капитального ремонта, ремонта и содержания автомобильных дорог».
Наша испытательная лаборатория (кстати, богато оснащенная самым современным оборудованием, позволяющим достоверно определить качество выполненных подрядчиком работ и используемых при их проведении материалов) была аккредитована на соответствие требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий». Это гарантирует наши компетенции при контроле качества работ с подавляющим большинством стройматериалов: от растворов, бетона, железобетонных конструкций до песка, щебня и асфальтобетонных смесей.
– На каких интересных объектах компания выполняла работы в этом году?
– Специалисты нашей компании имеют большой опыт работ по контролю качества строительства в различных сферах, предотвращению разного рода нарушений и обеспечению полного соответствия строительной продукции требованиям нормативных документов и проектной документации. Суммарно в уходящем году ООО «Испытания. Диагностика. Контроль» выполнило контрактов более чем на 22 млн рублей. Причем работы осуществлялись и в разных областях строительства, и по различным объектам.
Кроме того, достаточно широка и география нашей деятельности. Это и Санкт-Петербург, и Новгородская, Тверская области, Крым. В частности, мы оказывали услуги испытательной лаборатории для нужд Керченского филиала ФГУП «УВО Минтранса России» при строительстве подходов и возведении эксплуатационных зданий знаменитого Крымского моста. Кроме того, уже второй год мы оказываем услуги по контролю строительства этого моста по заказу ЗАО «Ленстрой».
– Какие задачи Вы ставите перед компанией на будущий год?
– Теперь, когда мы документально подтвердили свои компетенции по многим направлениям деятельности, а также аккредитовали испытательную лабораторию, главной нашей задачей является дальнейшее расширение нашей деятельности. Это и увеличение числа заключенных контрактов, и поиск новых заказчиков (включая активное участие в тендерах), и выход в новые для нас регионы. Как заметно из уже имеющейся географии заказов, мы достаточно мобильны, а накопленный опыт позволят браться за контроль качества на самых крупных и ответственных объектах.
– Наша газета выйдет в канун Нового года. Чего бы Вы хотели пожелать коллегам?
– От всей души поздравляю всех с Новым годом! Хочется всем пожелать, чтобы в наступающем году с нами произошло то самое чудо, о котором мы все так мечтаем. Хоть у каждого оно свое, но оно обязательно самое необходимое и самое важное. Желаю, чтобы все мы были здоровы, достигали новых вершин и самореализовывались, занимались тем, что приносит нам радость, за что мы испытываем гордость.
Неподъемная проблема. Для ускорения замены лифтов нужны деньги
Ускорить замену лифтов в Петербурге, считают эксперты, можно только при выделении дополнительных финансовых средств.
В Петербурге на площадке Центра импортозамещения и локализации в «Ленэкспо» прошла VI Межрегиональная лифтовая конференция «Актуальные вопросы лифтового хозяйства: капитальный ремонт, монтаж, эксплуатация, контроль». Она собрала представителей бизнеса, органов власти и надзорных ведомств.
Открыл конференцию региональный представитель Национального Лифтового Союза по СЗФО, генеральный директор ООО «МЛМ Нева трейд» Игорь Янукович. Он отметил, что в настоящее время в стране эксплуатируется около 440 тыс. лифтов. Однако около четверти из них требуют замены и модернизации. Схожий расклад и в Петербурге. В нашем городе в работе находятся приблизительно 44 тыс. лифтов. Из них 11 тыс. подъемных механизмов нуждаются в замене. При этом текущий ежегодный объем работ недостаточен для полного решения проблемы.
По мнению эксперта, решит задачу недоремонта лифтов в Петербурге увеличение финансирования. «Если представить, что бюджет фонда – это А плюс Б, где А – взносы граждан, а Б – субсидии от города, то надо либо увеличить долю слагаемых, либо ввести еще одну составляющую. Это может быть федеральное финансирование. Можно попробовать решить проблему самостоятельно, например, рассмотреть вопрос о перераспределении средств между учреждениями города. Мы слышим, что те или иные комитеты недоосваивают свои программы. Может, часть этих средств перераспределить в рамках капитального ремонта?» – сказал Игорь Янукович.
Начальник отдела формирования адресных программ по капремонту НО «Фонд – региональный оператор капитального ремонта общего имущества многоквартирных домов Санкт-Петербурга» Юрий Кукушкин сообщил, что в 2019 году городская программа капремонта сформирована в объеме 9,5 млрд рублей. Почти треть всех денег, а именно 2,5 млрд рублей, будет задействовано на ремонт и замену 875 лифтов в 268 многоквартирных домах. «Это самая большая часть средств из общей суммы выделяемых на капремонт. Однако их недостаточно, чтобы покрыть недоремонт лифтового оборудования, который имеется сейчас в Петербурге», – признается чиновник.
По словам Юрия Кукушкина, для частичного разрешения ситуации в 2019 году Фонд намерен вновь задействовать программу ускоренной замены лифтов с привлечением средств из внебюджетных источников. В ее рамках предлагается заменить около 200 лифтов.
Главный специалист отдела контроля качества производства работ НО «Фонд капитального ремонта Ленобласти» Михаил Емелин заострил внимание собравшихся на проблеме работы заказчиков с подрядчиками. В частности, он рассказал о причинах срыва работ по замене лифтового оборудования в Сосновом Бору в этом году. В настоящее время новые лифты не смонтированы подмосковной подрядной организацией и ржавеют у подъездов жилых домов. Представители лифтового сообщества, присутствующие на конференции, порекомендовали областным чиновникам заключать договоры на проведение работ по установке лифтов с известными организациями, которые работают в области или в Петербурге.
Директор департамента сервиса АДС СО «Лифтсервис» Алексей Зоточкин рассказал о текущей нормотворческой деятельности Национального Лифтового Союза. В частности, он отметил, что в настоящее время в разработке находятся российские и межгосударственные ГОСТы по замене, эксплуатации лифтов, а также по обеспечению их доступности для инвалидов и других маломобильных групп граждан и т. д.
Мнение
Андрей Васильев, заместитель генерального директора, директор по сервису и модернизации ООО «МЛМ Нева трейд»:
– Очень важно, чтобы лифты были удобны и безопасны для всех категорий граждан – в том числе и для инвалидов. В настоящее время наша компания начинает тестировать решения, направленные на помощь глухонемым людям, которые могут застрять в лифте. С помощью приложения, установленного на телефон или планшет, они могут связаться со службой сурдопереводчиков ООО «Система Забота», а те, в свою очередь, – оперативно передавать информацию в диспетчерскую службу.