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.
Ставка на алюминий
Об особенностях производства и применения алюминиевых изделий для отделки фасадов и интерьеров беседуем с Александром Савельевым, генеральным директором ООО «АФК Лидер», которое выполняет комплекс услуг в данной области, включающий изготовление изделий, а также проектирование и монтаж фасадных систем на площадке.
– За счет чего Ваша компания заняла лидирующие позиции в своем сегменте рынка?
– У нас имеется собственная производственная база с парком высокотехнологичного оборудования, квалифицированные специалисты, большой опыт по изготовлению сложных деталей и профилей, широкий ассортимент изделий. Мы предлагаем более 50 типовых изделий различного цвета, фактуры и рисунка на выбор – фасадные кассеты, панели, ламели, декоративные профили.
– Каковы производственные мощности компании?
– В месяц мы можем выпускать 10 тысяч погонных метров по каждой позиции, т. е. в общей сложности более 500 тыс. пог. м. Держим приличный складской запас – по 3–5 тысяч погонных метров каждой стандартной позиции. Это дает нам возможность поставлять первую партию заказа в среднем за две-три недели.
– Почему при разнообразии отделочных материалов «АФК Лидер» сделал ставку именно на алюминий?
– Он долговечен, ему можно придать различную форму. Цена алюминия, быть может, не самая низкая среди отделочных материалов, но срок службы превышает 50 лет. Так, например, деревянную отделку нужно каждые два-три года подкрашивать, обновлять фактуру. С алюминиевой декорацией под дерево не нужно ничего делать в течение 15-20 лет после монтажа.
– Вообще ничего не делать?
– Изделия из этого материала не выцветают, не выгорают на солнце, не деформируются, не корродируют на воздухе, поэтому требуют обслуживания только в агрессивной среде – алюминий и его соединения подвержены воздействию кислот и щелочей. Для отделки алюминием помещений, где моют полы растворами с достаточно сильной кислой или щелочной средой, нужно тщательно прокрасить все изделия, особенно участки, близкие к полу. Кроме того, необходимо следить за качеством покрытия в ходе эксплуатации – своевременно подкрашивать участки с облезшей краской, чтобы агрессивный раствор не мог попасть на непокрытый алюминий.
– Иными словами, защищать от коррозии?
– Совершенно верно. На стадии формирования заказа мы собираем информацию о возможном воздействии на отделочные материалы со стороны окружающей среды. Затем принимаем решение о способе монтажа: или подготовить изделия нужного размера и тщательно прокрасить у себя на производстве, или распиливать их непосредственно на объекте. На стадии проектирования вместе с технической информацией, например, чертежами узлов крепления, даем соответствующие рекомендации по эксплуатации нашей продукции.
– Сегодня в тренде алюминиевые ламели. Расскажите об их применении.
– Они используются для воздушных перегородок внутри помещений, вентиляционных решеток, отделки фасадов светопрозрачными конструкциями в стоечно-ригельных системах, для сэндвич-панелей, заборов. Изделия актуальные и очень востребованные. Мы предоставляем широкую линейку ламелей плюс продуманную систему крепления. В зависимости от области применения и пожеланий заказчика предлагаем три вида декорирования алюминия: фактура под дерево, анодирование или покраска.
– Расскажите о крупных и значимых строительных проектах, в которых Ваша компания принимала участие.
– Из московских объектов могу назвать жилой район ÁLIA в Тушино, ЖК «Рихард» в Москве на улице Зорге, ЖК «Форст», который сейчас строится на Автозаводской улице. Для него мы изготовили более 25 тысяч погонных метров облицовочных панелей за 2,5 месяца. Мы поставляли материалы для многих станций Московских центральных диаметров (МЦД) в столице и Подмосковье: «Щукинская», «Пенягино», «Мичуринский проспект», «Внуково». Из региональных отмечу 4 здания SPA-отеля Mriya в Крыму между Ялтой и Форосом, спортивный комплекс «Академия единоборств» в Сочи.
Для каждого из перечисленных объектов мы изготовили более 5 тысяч погонных метров изделий.
– Насколько широка география присутствия компании?
– Вся Россия от Калининграда до Дальнего Востока плюс Белоруссия и Казахстан.
– Вы изготавливаете эксклюзивные изделия?
– По эскизам заказчика можем изготовить фасадные кассеты любых размеров, геометрии, рисунка, перфорации. Возможно исполнение со встроенной подсветкой. Мы воплотили в жизнь многие дизайнерские решения наших заказчиков. Наша компания подходит индивидуально к каждому заказчику. При нестандартных запросах рассчитываем конструктив, узлы крепления и места стыковки с другими отделочными материалами. Стандартная длина нашего изделия – 6 метров, но можем ее изменить на любую другую в зависимости от пожеланий заказчика. Или, например, клиенту нужен оттенок пленки для сублимационной печати, которого нет в нашем каталоге. В таком случае нередко связываемся с производителем пленки в Италии. Отправляем им образцы нужных цветов, они в ответ присылают свои образцы пленки с этими цветами. Совместными усилиями с поставщиком пленки добиваемся нужного результата.
– Насколько изменилась работа с иностранными партнерами?
– Усложнилась логистика, увеличились сроки подбора образцов и поставки. Вместо трех-четырех недель товар доставляется два-три месяца. Наши заказчики, серьезно заинтересованные в нужном результате, терпеливо ждут.
– В какой степени «АФК Лидер» зависит от импорта?
– Из импортной продукции приобретаем только пленку для сублимационной печати, которую лучше всего изготавливают итальянцы. Есть еще производители в Турции, но их продукция не устраивает нас по ряду параметров. В России пленка нужного нам качества не производится. Пытаемся найти поставщиков из дружественных стран, экспериментируем с продукцией различных производителей, но требуемый результат сразу не придет. Основные материалы для нашего производства – алюминий и краску – приобретаем в России.
– Почему компания наряду с производством изделий проектирует фасадные системы и выполняет их монтаж на объектах?
– Заказчик часто предпочитает услугу в комплексе. Это проще, чем поручать данные виды работ разным компаниям. В таком случае он должен сам сводить все эти звенья в одну цепь и тратить время на организационную работу отдельно с производителем, проектировщиком и монтажной бригадой.
Оказывая комплексную услугу, мы монтируем фасадную систему любой сложности целиком, при этом можем работать с любыми утеплителями и другими материалами, входящими в состав конструкции.
– Какой Вам видится перспектива развития компании в нынешних непростых экономических условиях?
– Мы постоянно отслеживаем рыночные тренды, изучаем потребности заказчиков. Самый очевидный тренд – попытки экономить на материалах, удешевлять проекты. Растут цены на импортные материалы, привязанные к курсу доллара, дорожает алюминий, продаваемый на российском рынке, поскольку его цена привязана к курсу Лондонской биржи металлов. Тем не менее мы пытаемся держать цены своих изделий, приемлемыми для потребителя, и расширяем ассортимент выпускаемой продукции.
Компания «АФК Лидер»
afkleader.ru | sales@afkleader.ru
+7 (495) 909-98-00
Удаляя дым
Эксперты рассказывают о системе дымоудаления в вентиляции, ее значимости для пожарной безопасности, особенностях подбора нее вентиляторов и их эксплуатации.
Система дымоудаления – важная часть любой системы вентиляции. Ее основными функциями являются удаление дыма, паров и газов, возникающих при пожаре, а также обеспечение безопасности людей. Не секрет, что чаще всего человек в таком ЧП погибает не столь от самого открытого огня, а от начавшегося ранее едкого задымления.
Установка системы дымоудаления требуется во многих общественных и коммерческих зданиях, например, в торговых центрах, офисах, гостиницах, аэропортах, стадионах и других объектах с большим скоплением людей, рассказывает технический директор ООО «ПП Благовест-С+» Игорь Губин. В случае возгорания эта система может спасти жизни, минимизировать ущерб имуществу и значительно облегчить работу пожарных служб. В состав системы дымоудаления, отмечает эксперт, входят следующие компоненты: воздуховоды и каналы – специальные трубы и конструкции, предназначенные для отвода дыма; противопожарные клапаны – устройства двойного назначения, могут работать как дымоудаляющее устройство, открываясь при пожаре, или как огнезадерживающее, закрываясь и предотвращая проход дыма и продуктов сгорания в соседние помещения или систему вентиляции; вентиляторы – устанавливаются для создания притока свежего воздуха или удаления дыма.
«Именно вентиляторы играют главную роль в системе дымоудаления. Очень важно быть уверенным в качестве используемой продукции, т. к. конкретно в этом случае от выбранного оборудования зависит человеческая жизнь. Выбор вентиляторов дымоудаления должен проводиться согласно расчету и проектным значениям. Стоит очень внимательно подходить к этому вопросу и опираться на действующие нормы и правила. Мы по-прежнему остаемся одним из ведущих поставщиков импортного оборудования и поддерживаем бесперебойные поставки из Европы, поэтому уверены в качестве вентиляторов, используемых в системе дымоудаления», – подчеркивает Игорь Губин.
О значимости правильного подбора вентиляторов в системах дымоудаления говорят и другие эксперты. По словам технического директора ООО «ВЕНТАРТ ГРУПП» Дмитрия Пряничникова, к конструкциям вентиляторов, устанавливаемых в системах противодымной защиты, предъявляются повышенные технические требования. Именно они должны обеспечивать устойчивость всех деталей и узлов агрегата к воздействию высоких температур. Производительность и напорные характеристики вентиляторов дымоудаления должны обеспечивать быстрый отвод дымообразных продуктов горения за пределы помещения и здания. Материалы конструктивных элементов вентиляторов изготовлены из устойчивых к воздействию химической агрессии веществ, образующихся в процессе пожара. Кроме того, вентиляторы должны соответствовать пределу огнестойкости по СП 7.13130.2013. С их помощью должен быть реализован свободный выход потока дыма. При установке вентиляторов дымоудаления следует создавать возможность вертикального, горизонтального или двухстороннего выброса дыма и других продуктов горения.
Вентиляторы дымоудаления, продолжает тему главный инженер вентиляционного завода WAER Максим Бабкин, должны вытягивать дымовые газы и продукты сгорания из зоны эвакуации или иного обслуживаемого объема в рамках нормативного промежутка времени. Технические характеристики вентиляторов дымоудаления можно разделить на базовые, учитывающие расход воздуха или продуктов сгорания в м³/ч, статический напор вентилятора в Па, условия эксплуатации (температура, время работы, удаляемая среда), а также вспомогательные характеристики: электрическое потребление в кВт, массогабаритные показатели, исполнение, направление выхлопа и т. д. «Ключевым этапом подбора вентилятора является аэродинамический расчет производительности. Далее в зависимости от условий проекта могут использоваться вентиляторы с различным исполнением, временем работы 1,5, 2 часа, максимальной температурой продуктов сгорания 400, 600ºC и прочими», – отмечет специалист.
По словам Игоря Губина, правильное подключение вентиляторов к электропитанию также является важным аспектом монтажа. Необходимо убедиться, что все соединения сделаны правильно и безопасно и вентилятор имеет специальные предохранительные устройства. После успешной установки эксплуатация вентиляторов дымоудаления требует регулярного технического обслуживания. Рекомендуется проводить периодическую проверку и очистку вентилятора от загрязнений и осадков, которые могут накопиться на его лопастях.