Все, що потрібно знати про сонячні батареї

Сьогодні сонячними панелями, розташованими на даху сусіднього будинку, вже нікого не здивуєш. Сонячна енергетика отримала інтенсивний розвиток в Україні після прийняття закону про Зелений тариф. Це дало можливість не тільки юридичним особам будувати сонячні електростанції з метою продажу отриманої електроенергії за вигідним тарифом. Навіть фізичні особи, маючи ділянку в приватному секторі, можуть встановлювати сонячні панелі і підключати їх до Зеленого тарифу або використовувати електрику для своїх потреб, забезпечивши собі повну енергонезалежність від загальної мережі. Розглянемо детально, що являє собою сонячна енергетика.

Від створення до сучасності

Вважається, що розробка першого прототипу сонячної батареї була надбанням італійського фотохіміка. Однак офіційною датою створення цих пристроїв вважається 25 квітня 1954 року. Саме в цей день американська компанія Bell Laboratories офіційно повідомила про успішну розробку сонячних панелей. Отже, першість у цьому сегменті енергетики визнано за американцями. Починаючи з того часу, сонячні батареї вдосконалилися і отримали поширення в усьому світі. Вони використовувалися тільки як резервні джерела живлення або в тих випадках, коли не було умов отримання електрики іншими способами. Це було обумовлено низьким ККД такого способу перетворення енергії.

ККД сонячних батарей – це таке ж значення, як і в двигунах внутрішнього згоряння. Іншими словами, коефіцієнт корисної дії сонячних батарей визначається у відсотковому вмісті, залежно від кількості сонячної енергії, що перетворюється на електрику. Перші панелі мали ККД всього 1%. Звичайно, про їх ефективне використання не могло бути й мови. Тільки після того, як з'явилися батареї з ККД 10-15%, такий спосіб вироблення електроенергії став розвиватися в усьому світі. Сьогодні сонячні батареї стали доступними широкій аудиторії покупців, тому що маючи ККД 15-25%, вони можуть швидко окупитися, і при цьому відрізняються високою енергоефективністю.

Варто зауважити, що висока енергоефективність сонячних електростанцій присутня не завжди, оскільки їхня робота сильно залежить від зовнішніх факторів. Зокрема, енергія не перетворюється в нічний час, а під час сутінок або в похмуру погоду знижується вихідна потужність панелей. Також потужність знижується в години сонячної активності, так як при нагріванні самих панелей прямими сонячними променями зменшується ефективність фотоелементів. Звідси можна зробити висновок, що в зимовий час сонячні електростанції працюють з найвищою енергоефективністю, за умови наявності прямих сонячних променів. Не нагріваючись, фотоелементи працюють ефективно, але і в зимовий час цей фактор теж залежить від погодних умов.

Можливості сонячних батарей

Можливості таких пристроїв визначаються їх максимальною потужністю. Вона в свою чергу залежить від ККД і погодних умов. Відомо, що потужність сонячного випромінювання дорівнює 1000 Вт на 1 м2 площі. Таким чином, якщо ККД сонячної панелі дорівнює 15%, то 1 м2 її площі буде виробляти 150 Вт електроенергії. При сході або заході сонця, а також при наявності хмар в небі, цей показник знижується приблизно на 40%, так як сонячні промені потрапляють на поверхню панелі під кутом 30 градусів, а частина енергії поглинається хмарами. Отже, знаючи, скільки сонячної енергії приймають батареї в ясну погоду, можна розрахувати їх кількість, необхідну для забезпечення будинку електрикою. При цьому сумарна площа панелей повинна бути на 40% більше, щоб забезпечити достатню потужність в похмуру погоду або на сході та заході сонця. Отже, якщо щоденна споживана потужність будинку становить 6 кВт, то необхідно мінімум 40 м2 сонячних панелей, щоб забезпечити його електроенергією.

Вартість сонячних батарей в Україні та раціональність їх використання

Щорічно вартість сонячних батарей знижується. Це обумовлено збільшенням обсягу виробництва даних виробів. Вже сьогодні такі панелі в Україні можна купити за ціною від 80 американських центів за 1 Ватт виробленої електроенергії. Отже, ціна буде залежати від вихідної потужності сонячної електростанції. Але крім панелей необхідно придбати допоміжне обладнання, таке як мережевий інвертор або гібридний інвертор і акумуляторні батареї. У першому випадку він необхідний для того, щоб перетворювати енергію сонця в електрику і відправляти її в загальну мережу за вигідним Зеленим тарифом. У другому випадку акумулятор накопичує перетворену електрику для використання її в побуті з настанням сутінок.

До вартості сонячних панелей і допоміжного обладнання слід додати ціну на послуги фахівців, які виконують монтажні роботи. Як правило, їх вартість коливається в межах 10-20% від ціни самих панелей. Все це виливається в досить велику суму, а тому використання сонячних електростанцій для особистих потреб не завжди раціонально. Набагато вигідніше купити сонячні панелі з мережевим інвертором і підключити його до Зеленого тарифу. Продаючи вироблену електроенергію за Зеленим тарифом, можна швидко окупити сонячну електростанцію – протягом приблизно п'яти років. Завдяки створенню таких умов в Україні, сонячна енергетика почала активніше розвиватися в останні роки.