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.
MAPEI: устойчивое развитие как ключевая ценность
Более 80 лет строительные компании по всему миру полагаются на опыт и качество продукции MAPEI. Компания вносит немалый вклад в развитие «зеленого строительства» — применение легких, инновационных, перерабатываемых материалов MAPEI с низкой эмиссией летучих органических соединений способствует уменьшению энергопотребления и сокращению выбросов углекислого газа.
«Наш мир углубляется в глобализацию, все в нем движется быстрее и быстрее. Устойчивое развитие бизнеса, ответственность перед природой и обществом будут основополагающими требованиями, без которых лучшая жизнь наших потомков не представляется возможной», — подчеркивают исполнительные директора компании MAPEI Вероника и Марко Сквинси.
Мыслить глобально
Созданная Рудольфо Сквинси как небольшое производство клеев для напольных и настенных покрытий в пригороде Милана в 1937 году, сегодня MAPEI — компания, выпускающая 5500 наименований строительных материалов и предлагающая рынку 1000 новых рецептур каждый год. В 90 подразделениях предприятия в 57 странах мира работает более 10,5 тысячи сотрудников. 83 завода в 36 странах на пяти континентах ежедневно отгружают более 25 тонн продукции. Совокупная выручка компании в 2019 году составила 2,8 млрд евро.
На территории России работают три производственные площадки, 220 сотрудников. 90% объема оборота обеспечиваются силами местного производства, выпускающего более 70 продуктов. За двадцать лет коммерческой деятельности в нашей стране более 200 компаний в России и странах СНГ стали партнерами MAPEI. Особой гордостью российского представительства и достойным участником большой интернациональной семьи MAPEI является тренинг-центр MAPEI Academy.
Образовательная концепция тренинг-центра строится на сочетании теоретических знаний и практических мастер-классов, которые проводят высококвалифицированные специалисты компании. Сотрудники технического отдела и опытные инженеры разработали пять основных тренинг-программ, посвященных линейкам продукции MAPEI: укладка плитки, ремонт и защита бетона, фасады, бассейны, напольные покрытия.
На территории тренинг-центра оборудованы две практические площадки, где профессиональные тренеры выполняют наглядное нанесение материалов и дают возможность всем желающим лично попробовать их в работе.
Большой цех внутри центра оборудован для крупномасштабного нанесения продукции ручным или механическим способом, а также для проведения профессиональных испытаний. Для нанесения и проведения испытаний материалов вне помещения предусмотрена специальная зона во внутреннем дворе.
АО «МАПЕИ»
Отвечать вызову времени
Миссия создавать только лучшие и самые инновационные материалы, позволяющие проектировать и строить наиболее экологичные здания, накладывает ответственность и стимулирует реализовывать на практике решения для снабжения проектировщиков, подрядчиков, рабочих и заказчиков безопасной, надежной и долговечной продукцией, которая оказывает минимальное воздействие на экологию.
Движущим фактором развития компании является научно-исследовательская деятельность, в которую MAPEI вкладывает крупные человеческие и финансовые ресурсы. Работу 31 научно-исследовательской лаборатории в двадцати странах координирует главный корпоративный исследовательский центр в Милане. Оснащенные новейшим оборудованием центры сотрудничают с университетами и научно-исследовательскими институтами по всему миру.
Твердо веря, что устойчивое развитие — это не только общая ответственность, но и ценность компании, MAPEI производит свою продукцию и решения из материалов, безопасных как для окружающей среды, так и для здоровья укладчиков и конечных пользователей, а также позволяющих снижать энергопотребление. Благодаря разработкам и внедрению инноваций, компании удалось сократить эмиссию углекислого газа на 50 тыс. тонн.
Удовлетворять все потребности отрасли
Группа MAPEI производит материалы для любых сфер строительства. Полный ассортимент из двадцати продуктовых линеек охватывает все области применения. Это укладка керамической плитки и эластичных покрытий, добавки в бетон, системы тепло-звукоизоляции, продукты для структурного усиления, материалы для ремонта и реставрации, нишевые рыночные продукты, такие как интенсификаторы помола для цементных заводов, системы для строительства туннелей и подземных работ, а также продукты для судостроительной промышленности.
Клиенты, особенно дизайнеры и установщики, ценят техническую поддержку и консультирование на объектах. Широкий ассортимент и внимательный сервис делают возможным участие MAPEI в тысячах проектов по всему миру: от крупных инфраструктурных объектов до значимых сооружений. В их числе Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке, Лувр в Абу-Даби, отель Marina Bay Sands в Сингапуре, башни-близнецы Петронас в Куала-Лумпуре, футуристичный аэропорт Чанги в Сингапуре. Среди наиболее грандиозных сооружений: Панамский канал, самая большая в Африке гидроэлектростанция Гилгель Гибе III в Эфиопии, крупнейшая в мире система общественного транспорта — метрополитен Эр-Рияда в Саудовской Аравии.
Новинки ассортимента
Новые продукты в широком ассортименте MAPEI — линейка наливных полов Ultraplan Renovation и Novoplan Мaxi R, гидроизоляционные материалы Mapelastic Smart и Mapelastic Chiaro, ремонтные материалы Mapegrout SV-N Fiber.
Быстротвердеющий самовыравнивающийся наливной пол Novoplan Мaxi R создает надежную основу под плитку, ламинат и ковровое покрытие. Быстротвердеющий самовыравнивающийся наливной пол, армированный фиброй, Ultraplan Renovation предназначен для выравнивания разных по природе оснований одним материалом. Высокая прочность на сжатие и стойкость к истиранию позволяют выдерживать высокий пешеходный трафик и нагрузки от офисной мебели.
Двухкомпонентный, эластичный защитный состав на цементной основе для гидроизоляции Mapelastic Chiaro благодаря физико-механическим свойствам и светло-серому цвету может использоваться в качестве декоративного финишного слоя на инфраструктурных сооружениях. Двухкомпонентное высокоэластичное гидроизоляционное покрытие на основе цемента Mapelastic Smart со способностью перекрывать трещины более 2 мм применяется для защиты бетонных конструкций, конструкций, имеющих волосяные трещины, а также конструкций, испытывающих динамические нагрузки, склонных к образованию трещин.
Быстросхватывающаяся ремонтная смесь Mapegrout SV-N Fiber предназначена для быстрого ремонта или восстановления бетонных конструкций в диапазоне температур от +15 до +35.
История успеха
Во главе MAPEI всегда стояла семья Сквинси. В октябре 2019 года Лаура Сквинси сменила своего брата на посту президента компании. Вероника и Марко Сквинси занимают должности исполнительных директоров и продолжают руководить направлением глобального развития и научно-исследовательской деятельности. Симона Жоржетта является членом совета директоров.
В чем заключается успех Группы MAPEI, по мнению ее руководителей? «Мыслить за пределами рамок и предоставлять единый стандарт качества во всех странах, не теряя душевности семейной компании».
АО MAPEI
Москва, Дербеневская наб., 7, стр. 4
Тел. +7 (495) 258 55 20
Профессиональный захват
Рынок вакуумных захватов для монтажа стекла и других конструкций продолжает расти. Производители оборудования расширяют его ассортимент и совершенствуют программы лояльности для своих клиентов.
Вакуумный захват конструкций в настоящее время активно используется в строительстве. Он помогает осуществить быстрый, качественный и безопасный монтаж стекла, рам, сэндвич-панелей и т. д. По мнению экспертов, данная технология все глубже будет проникать в строительную отрасль. Производители оборудования для вакуумного захвата в условиях растущей конкуренции будут наращивать ассортимент продукции, расширять их возможности и характеристики.
Заменяя человека
Рынок вакуумных захватов на данный момент действительно становится все шире, отмечает Антон Бекаев, генеральный директор ООО «СТЕКЛОКОМПЛЕКТ» (производство вакуумной техники HeavyTrust). «Идет автоматизация производств, и, конечно, многие директора хотят сделать свое производство более современным. Если раньше мы говорили о большой численности штата и минимальном количестве оборудования, то сейчас все наоборот. Раньше сдерживающим фактором была необходимость экономить и доступный труд, сейчас сами реалии современного мира подталкивают заменять руки оборудованием. То, что раньше перемещали вручную четыре человека, сейчас стараются заменить использованием крана и вакуумного захвата. Например, HeavyTrust удачно запустил производство вакуумного шлангового оборудования и на данный момент является единственным российским производителем данной вакуумной техники. Каждый месяц HeavyTrust выпускает новую модель оборудования, которая рассчитана под определенного заказчика, линейка постоянно пополняется, и это не может не радовать», — считает он.
Антон Бекаев добавил, что лидерство в захвате материалов, конечно, принадлежит стеклу. Он сообщил, для строительства аэропорта в Геленджике компанией был создан уникальный вакуумный захват для моллированного стекла, который может захватывать большой радиус как с внутренней, так и с внешней стороны стекла.
За последние несколько лет, продолжает тему генеральный директор «Арлифт» Сергей Арнаутов, вакуумные захваты достаточно широко распространились на территории России, и появление стандартов монтажа таким оборудованием как нельзя лучше подтверждает это. Все больше строительных организаций предпочитают современные, безопасные технологии монтажа стеклопакетов и сэндвич-панелей. «Компания "Арлифт" является производителем вакуумного оборудования с 2016 года, но работать с такой техникой мы начали еще в 2005 году, став новаторами на российском рынке. За это время мы собрали большое количество отзывов от наших клиентов, выяснили плюсы и минусы спецтехники, а затем создали свою линейку оборудования, которую постарались максимально адаптировать к суровым российским условиям. Вакуумные захваты Arlifter могут выполнять монтаж и в снег, и в дождь, при температурах от - 25 до + 35 °С, оборудованы четырехуровневой системой безопасности. Качественные комплектующие, контроль на каждом этапе сборки, испытания на специальном стенде, где воссоздаются реальные силовые нагрузки, — обязательные условия создания каждой единицы техники нашего производства. Кроме того, вакуумное оборудование компании "Арлифт" соответствует новому ГОСТу Р 59268-2020», — подчеркнул представитель рынка.
Правильный подход
Эксперты отмечают важность правильного подбора оборудования, соблюдение всех правил монтажа стекла или других конструкций. В ряде случаев, считают они, гораздо выгоднее арендовать его.
Иван Леонов генеральный директор ООО «Хэвидрайв» (компания занимается монтажом стекла в сложных проектах) полагает, при выборе захвата для стекол стоит всегда руководствоваться принципом разумной достаточности. Нет смысла брать избыточно мощный захват, так как из-за более мощной и габаритной рамы, возможно, с ним будет неудобно работать в стесненных условиях. В то же время есть необходимые требования по надежности удержания захватываемого груза, особенно если стекло очень крупное. К примеру, обязательно наличие хотя бы двух дублирующих друг друга вакуумных контуров, а в некоторых наших моделях используются и четыре контура. Все это электромеханическое оборудование, как и вакуумные тарелки, необходимо где-то размещать. Соответственно, несущая рама должна быть одновременно и легкой и прочной. Иногда рамы могут быть составными, чтобы обеспечить равномерный захват длинного стекла. Особенности разработки и производства как раз заключаются в том, чтобы оптимизировать параметры оборудования под конкретные задачи. На российском рынке представлено очень много вариантов такого оборудования, и в целом они, конечно, повторяют принципы работы друг друга. Основные отличия проявляются в процессе эксплуатации: насколько удобно установку повернуть, насколько она компактна, насколько адаптивна под размеры стекла, насколько удобно управление и т. д. Если собрать все эти нюансы вместе, то для монтажа одного и того же стекла потребуется меньше времени, человек и подготовительных манипуляций.
«Хорошее оборудование всегда стоит дорого. Иначе не будет надежности и удобства эксплуатации. Кому-то кажется, что проще не переплачивать за хорошее оборудование, а по старинке, соорудив побольше подмостей и пригнав больше рабочих, осуществить монтаж. На деле же тратятся лишнее время и ресурсы, не говоря уже о безопасности установки. Именно понимание этих процессов будет развивать рынок оборудования. Заметил, что чем выше стоимость монтируемого стекла, тем чаще обращаются к специальному оборудованию. Если вы стоите перед выбором купить или арендовать вакуумный захват, то стоит иметь в виду, что специально подготовленный вакуумный захват для стекла сложной формы может быть не востребован по окончании проекта, и такое оборудование, конечно, лучше арендовать. Более простые захваты чаще используются, так что стоит просто посчитать, что вам выгоднее в течение планируемого срока работы», — констатирует Иван Леонов.
Действительно, сервисное обслуживание и хранение специализированного оборудования — достаточно затратны и трудоемки, поэтому именно аренда вакуумных захватов становится все более востребованной, делает выводы Сергей Арнаутов. «В нашей компании, — отмечает он, — проверка и обслуживание оборудования после каждой аренды — это закон, поэтому сервисные центры есть в каждом городе нашего присутствия, а при длительных работах наши специалисты выезжают на объект и на месте проводят ТО».
По словам Антона Бекаева, к выбору вакуумного захвата для стекла надо подходить с серьезной ответственностью и в первую очередь понимать, что с данной техникой будут работать люди, и, значит, уровень безопасности должен быть самый высокий. Размеры, вес стекла, толщина, погодные условия и даже место эксплуатации — все эти факторы должны быть учтены. Любой вакуумный захват — это хрупкая техника, которая требует к себе особого отношения, именно поэтому HeavyTrust готов предложить клиентам европейский уровень безопасности, широкие гарантийные условия, сервисный центр, техподдержку 24/7. «Аренда вакуумного захвата для стекла сейчас очень популярна. Парк арендной техники HeavyTrust довольно-таки широкий, мы работаем со всеми строительными компаниями России, и к каждой такой компании приходилось находить свой подход. Заказчик не переживает ни о чем, ему не надо ставить технику на баланс, все максимально быстро и прозрачно. Наш водитель привез и увез, кроме того, мы всегда рады что-то подсказать клиенту», — подчеркнул глава компании «СТЕКЛОКОМПЛЕКТ».
