Вход на сайт

Облако тегов

АШ-YouTube

Бытиё и перспективы технологий солнечных батарей: часть вторая

Аватар пользователя Simurg

первая часть

Итак, у СБ на любом конкретном полупроводнике есть ограничение по КПД, определяемое шириной запрещённой зоны. Весь свет краснее - она игнорирует. Весь свет синее она воспринимает, но режет его энергию до своего уровня. 
В итоге у хорошей кремниевой батареи с КПД 90% (на "своём" свете) на реальном солнечном свете КПД в 20% с пределом в 36% (этот "теоретический предел" для кремния часто упоминают, не понимая, чем он вызван и даже применяя ко всем СБ как классу). У того же арсенида галлия предел на солнце теоретическим пределом КПД будет 60%, а реально достигнутый рекордный КПД на этом полупроводнике - около 35%. Тупик.

Но что если сделать многослойную солнечную батарею? Сверху расположить СБ, которая берёт синий свет. Поскольку всё более красное она будет игнорировать и почти не тронув пропускать, под ней можно расположить СБ, с полупроводником с меньшей, "более красной" Езз. А ниже - и ещё одну, на инфракрасный свет. Тогда и от синего и УФ возьмём по "синему" максимуму, и от зелёного-жёлтого-красного используем его энергию по "красному" максимуму, и даже оставшийся ИК пустим в дело. Получается такая нарезка реального горба солнечного спектра на несколько диапазонов и накрытие его уже несколькими прямоугольниками, а не одним. 


КПД, конечно, вырастет. А поскольку из всей конструкции СБ - подложка, прозрачная защита, электроды и т.п., дополнительно в СБ появляются лишь несколько своёв полупроводника, получается неплохо: несколько СБ по цене одной. Такие СБ появились в середине-конце 80-х и называются "многопереходными" - в ней несколько pn-переходов из полупроводника с разной Езз один над другим.
Особенно здорово это сказывается на масссе: добавка ПП ничтожна по массе, но даёт огромную отдачу в росте КПД. Поэтому сейчас почти всё "космические" СБ - многопереходный арсенид галлия (да, ко всему прочему, у него ещё отличная устойчивость к жёсткой радиации).
Ессно, формирование многопереходной СБ слой за слоем дорого и мучительно. Особенно мучительно, если материалы несовместимы - имеют разный шаг кристаллической решётки, химически реагируют друг с другом, диффундируют друг в друга и т.п. Поэтому наиболее удобны полупроводники, которые позволяют менять Езз небольшими заменами в решётке, это означает, что технологии всех слоёв более-менее схожи и требуется меньше бесполезных промежуточных слоёв, чтобы "совместить" оджин слой с другим. Чтобы дать представление, насколько это сложно: наиболее крутые четырёхпереходные СБ требуют для своего формирования до 30 слоёв вакуумного напыления, каждый из которых - сложная, дорогая и энергоёмкая технологическая операция.

 ("атомный реактор на схеме условно не показан"(с) - на рисунке отсутствуют некоторые слои, необходимые для повышения КПД, но сложность нанесения такой структуры уже можно представить)

В космосе это давно и хорошо окупается. На Земле - ну, с арсенидом галлия были попытки работать с концентраторами (малое количество дорогих высокоэффективных фотоэлементов), но пока эта технология сильно отстаёт и проигрывает кремнию. Есть ли тут перспективы? Пока это кажется очень маловероятным, но возможным: из-за очень высокого потенциального КПД технология может выйти на первые места в массовой установке: концентрирующие линзы можно делать из чего угодно, а ничтожный расход полупроводника + очень высокий КПД (при концентрации света КПД, как помним, растёт) могут перевесить сложности с наведением на солнце и изготовлением. 
Это ещё один пример, насколько сильно ресурсные ограничения могут зависеть от технологии: при концентрации света в 30 раз потребности в материалах снижаются в те же разы.

Если посмотреть на картинку с рекордами снова, видно, что рекорды взяты не просто с арсенидом галлия, а с многопереходным арсенидом галлия, и чем больше переходов на одной СБ - тем предсказуемо выше КПД этого пирога (и, конечно, цена). 
Но хотя на арсениде галлия хорошо видна эволюция СБ и их технологий, массовым стал не он.

Кремний.

Следующим по достигнутому КПД идёт самый массовый полупроводник на текущий момент - кремний. Ставший почти синекдохой для солнечной энергетики.
На диаграмме он отмечен синим цветом. И тут сразу видны две вещи: насколько медленно и трудно совершествовались обычные СБ на нём. Синие закрашенные квадратики - это самая-самая классика: чистый кремний в виде монокристалла. До начала 2000-х его КПД из массовых СБ был наибольшим, деградация СБ на его основе мала, в общем, казалось, что он был, есть и будет основой солнечной энергетики, и основные усилия были сосредоточены на нём.

Что помешало, мешает и будет мешать монокристаллическому кремнию, и почему его сейчас теснят из массовых установок? 
Мешает всё. Кремний непрямозонный полупроводник, его для поглощения света нужно много - начинали с пластин толщиной полмиллиметра, сейчас обходятся толщиной 0.18мм, но всё равно это в десятки-сотни раз больше, чем для прямозонных ПП. Его чистота особенно критична для КПД СБ, а очистка дорога. Что ещё хуже, монокристаллическая СБ требует сначала изготовления монокристалла, а рост монокристалла - ОЧЕНЬ энергоёмкий процесс. Напилка пластин, формирование перехода диффузным допированием - всё это очень дорогие технологии микроэлектроники, и практически, без существенных отличий. В общем-то, когда речь заходит о дикой энергоёмкости, сложности и грязности производства СБ - всегда речь идёт о монокристалличестком кремнии. Оттуда, от этой технологии и из ранних дней технологии конца 80-х пошло множество мифов и впечатлений об СБ: действительно, о какой такой дешевизне может идти речь, когда энергию вырабатывают фактически напиханные квадратными километрами под стекло микросхемы?

Что ещё хуже - и это легко видеть на диаграмме - потребительские качества монокристаллического кремния после роста в 90-х (тогда не только рос КПД, но и быстро падала цена) расти перестали. КПД достиг своего практического предела (помним, у него есть абсолютный потолок в 36%). Удешевление шло до конца 2000-х за счёт ввода новых гиганстких производств по очистке кремния с новыми дешёвыми (в том числе и по энергии) технологиями, но оно тоже было исчерпано к началу 10-х годов нашего века. Ещё немного из этой кисочки можно выжать обратным переходом, например, собирающих электродов с серебра на медь или алюминий, а с оксида индия - на оксид олова/сульфид цинка (это к вопросу о "невозобновимых ресурсах", которые некоторые считают критичными для кремниевых СБ). Но наряду с удешевлением это ухудшит характеристики, причём так, что пока такой переход неоправдан с точки зрения цены за ватт.  Образовался некоторый тупик.

И тут обращаем внимание на конкурента монокристалла - поликристалл (пустые синие квадратики). При несколько меньшем КПД (потери на границах кристалликов) он оказался не настолько уж и хуже. С точки зрения технологии поликристалл выкидывает несколько критичных энергоёмких и дорогих операций, из которых главная - рост кристалла. И оп, энергоёмкость и стоимость СБ резко падают. Более того, несколько технологических трюков (без перспектив их развития, просто небольших изворотов) позволили повысить КПД и снизить требования к чистоте кремния. Ну а поскольку цена поликристалла во многом определяется ценой очистки, а спрос определяется ценой, пошла обратная связь, и китайцы ввели несколько огромных и очень эффективных производств. В том числе, прекрасных экологически: больше масштаб - легче контролировать выбросы, проще очистка в пересчёте на единицу готового продукта. Опять же, прошлый опыт не прошёл даром, опыт люди научились работать с хлорсиланами, и новая волна заводов строилась уже с учётом огромного опыта, накопленного на прошлом поколении заводов. Короче, в середине нулевых-начале 10-х в производстве кремния произошёл качественный скачок.
До кучи качественно изменились вспомогательные производства и смежники - производство закалённого обезжелезенного стекла, автоматизация сборки модулей - всё это вышло на новый уровень, и цены продолжали/продолжают падать, пока весь рынок подтягивается в этом к лидерам. В общем-то, любой, кто имел дело с СБ подтверждает: сейчас поликристалл - лучший выбор с точки зрения цена-качество.
Именно о поликристалле говорят не понимающие тонкости энтузиасты солнечной энергетики и зелёные, когда говорят о радикальном удешевлении СБ за последние годы. Да, он такой. 

Эти две технологии удерживали, удерживают и в ближайшие годы будут удерживать мировой рынок фотовольтаики. Несмотря на массу научных, технических и технологических тупиков, в которые уткнулись эти две технологии, вложения в кремний были огромны, и теперь их надо отбивать. Кроме того, на любое обозримое будущее кремний - самый дешёвый полупроводник, доступный людям, кроме, разве что, углерода.

Есть ли тут перспективы резкого удешевления? Или продолжения удешевления монокристалла и поликристалла теми же темпами годы вперёд? 
Об этом в следующей, третьей части.

(Короткий спойлер - нет. То, что питало падение цен в середине нулевых-начале десятых, - почти исчерпано. 
Зато есть перспективы у интересных изворотов и есть альтернативы.)
 

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 1 месяц)(12:12:50 / 22-09-2017)

Если заметка дается в несколько частей, не рекомендую давать части чаще раза в сутки. 

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(12:14:15 / 22-09-2017)

ОК. Но почему? 

Вроде, наоборот, чтобы не успело предыдущее забыться...

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 1 месяц)(12:16:15 / 22-09-2017)

Внимание распыляется, еще предыдущую обсуждать не закончили и т.д.  Впрочем - сам увидишь.  

Аватар пользователя gloombal
gloombal(4 года 4 месяца)(12:41:10 / 22-09-2017)

Но эту уж надо закончить сегодня, а то на самом интересном месте )

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(12:57:23 / 22-09-2017)

Если Вы специалист в данной области, может "просветите", стоимость там главная в цене материала или "работе"?, то есть к примеру если сделать подложку на которой сам фотоэлемент занимает к примеру 1 мм2, а "незаполненное" пространство например 10 мм2. Над ним сделать линзу, которая соберет и сфокусирует свет точно на 1 мм2. ну то есть обычные концентраторы как Вы упоминали, но в масштабе 1 к 100000 выполненные. Такое возможно? Линза сможет независимо от стороны и угла наклона концентрировать точно в фотоэлемент? Это может иметь экономический смысл или стоимость исполнения "съест" всю выгоду. То есть панель с множеством "пупырышков" которые концентрируют на фотоэлементах свет, толщина конечно больше, но как я понимаю это там не главное.

P.S. Конечно если бы это было выгодно то это бы давно реализовали, вот и интересно что же там "такого".

Аватар пользователя 123456
123456(4 года 10 месяцев)(13:16:05 / 22-09-2017)

есть такие оптические концетраторы, видимо дорого. про изменяющих точку фокусировки не слышал, наверно возможно, но еще дороже. на самом деле людям нужно гораздо больше тепловой энергии чем электрической, и солнце может ее дать сполна и ненужны никакие кремнивые пластины. а например солнечные башни дают электричество и им тоже ненужен кремний и т.п. кстати вот смотрю цены на моно и поли кристаличиские фотоэлементы и не вижу прям сильной разницы в цене, да немного дороже моно. одна надежда на тонкопленочные.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(14:16:55 / 22-09-2017)

Надо смотреть каким образом и кем потребляется энергия. Так то более зеленой технологии чем березовый лес еще не придумали )) Но для промышленного города она не удобна. Так что в долгосрочной перспективе в условиях победившего капитализма,  я думаю может только быть 2 варианта (остальные будут в несущественном объеме), ЗЯТЦ АЭС для промышленных центров и березовые рощи для мелконьких городков. Тот же бензин к примеру будет (но он будет добываться за счет АЭС, менять "энергию на химию"), так же на счет газа, то есть люди будут потреблять "атом" но в виде других энергоресурсов.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(14:55:08 / 22-09-2017)

В наших широтах хорошо пойдёт солнечное отопление. Штука конечно затратная на постройку, но в дальнейшем практически не требующая обслуживания. Суть в том, что за лето нагревается объём воды, примерно равный объёму отапливаемого помещения, до температуры около 100 градусов, а зиму эта вода греет. Помещение строится вокруг ёмкости с водой. Нужна хорошая теплоизоляция, в остальном совершенно рабочая система.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(15:47:42 / 22-09-2017)

Видел фото таких проектов. Однако если уровень грунтовых вод высок, почему не греть массив грунта под домом? Просто брать, греть и сливать "горячую" воду туда. У земли хорошее теплосопротивление. Если большого движения грунтовых вод нет, то никуда оно особо не денется. Полностью возможно дом не "протопишь", но хорошую часть покрыть можно.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(15:52:50 / 22-09-2017)

Это уже, так сказать, нюансы. Нужно считать. Вообще сама идея вполне дееспособна. Вполне возможно сделать солнечное отопление, срок службы которого будет исчисляется десятками лет без какого либо обслуживания и деградации, вполне возможно и более. А это уже другой горизонт планирования. 

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(15:59:23 / 22-09-2017)

"Вполне возможно сделать солнечное отопление, срок службы которого будет исчисляется десятками лет без какого либо обслуживания и деградации," Вот скажите, если у Вас частный дом, один скат крыши направлен на юг, профлист матовой, темный. внутри этого листа постоянно идёт "протяжка" горячего воздуха, естественным путем, почему Вам нельзя без всех этих дорогих систем брать энергию этого воздуха, температурой солнечным днем под 80 градусов?

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(16:06:09 / 22-09-2017)

А я про что говорю? Минимум затрат, кроме огромной ёмкости с водой в доме. Хотя я бы использовал отдельностоящие концентраторы. И да, систему слежения придумали придурки. ))) Они же не знали, что Солнце всегда движется в одной плоскости. По этому достаточно сделать цилиндрический концентратор направленный с востока на запад, а угол склонения менять раз в неделю, хоть руками. 

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(16:23:01 / 22-09-2017)

Ниже отписался по окупаемости емкости с водой. Вот лично мое мнение Morr_A надо делать только то что принесет прибыль, поэтому ну можно эти концентраторы посчитать конечно, но сначала сделать то что не требует почти вложений. есть "золотое" правило, первые 20% затрат дадут 80 % прибыли, оставшиеся 80% затрат только 20% прибыли. делайте вначале 20% а там посмотрите.

Аватар пользователя Николай Зубков

Выгодней заменить емкость с водой на емкость с парафином (у которого подобрана температура плавления ~800). Килограмм воды при нагреве с 200 градусов до 800 накопит (4,2*60) 252 кДж, а килограмм парафина (с плавлением) (2,89*60+150) целых 323 кДж. Причем долгое время будет удерживать температуру именно в 80 градусов. Бак с парафином расположить в подвале.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(15:02:28 / 22-09-2017)

Да, именно такая технология предлагалась для высокоэффективных СБ (обычно подразумевая многопереходные GaAs СБ). В России над этой технологией занимались (а может, и ещё что-то делают до сих пор) в ФТИ им. Иоффе. На Западе этим занимались в Макса Планка, "Боинг Спектролаб" и в куче стартапов (сейчас уже все мёртвые, ни один не взлетел).

Это идеально работает именно с дорогими высокоэффективными элементами, поэтому вопрос насчёт "что там дороже?" немного теряет смысл: под эту технологию должны делаться именно дорогие фотоэлементы, для которых можно использовать любой дорогой материал. С кремнием эта технология не имеет особого смысла.

Проблема - в теплоотводе и сложности (читать как "дороговизне") сборки итоговой конструкции "СБ+теплоотвод+концентратор с трекером". Да, на этой идее ещё не поставили окончательный крест, но пока они проигрывают (3-4$/Вт против 0.4-0.5$/Вт у обычного кремния), причём, стоимость конструкции с концентрацией почти не снижается, а "обычные", "тупые" СБ последние 5 лет стабильно идут в отрыв. Несколько бОльший КПД пока не покрывает бОльшей стоимости. Одна из бед, НЯП, в том, что "тупые" СБ производятся поточно и почти с очень высокой автоматизацией, а конструкции с концентраторами требуют некоторого ручного труда. А запустить большое автоматизированное производство - это большие деньги, которых не будет, пока не будет убедительно показано, чем такие СБ лучше обычных кремниевых. Замкнутый круг.

Может быть, он будет разорван, когда (и если!) столкнутся с необходимостью уменьшать площади солнечных полей, и будет востребован КПД.

Ещё такая конструкция реально _используется_ (или использовалась) в некоторых "космических" СБ "Боинг Спектролаб" для спутников "Боинг"("Боинг Спектролаб" принадлежит большинство рекордов по КПД и массовой отдаче, так что это самая крутая контора в мире или одна из самых крутых в своей области). Там френелевские линзы дают небольшую (3-5 раз) концентрацию на СБ). Одна из выгод - линзы "бесплатно" по массе прикрывают и защищают СБ от солнечного ветра и чуть более жёстких частиц. Но спутники с этими батареями - военные, так что публичной информации по ним не очень много.

Но тут на стоимость всем просто плевать, как и на ручной труд и т.п. СБ для спутников могут стОить сотни долларов на ватт, и это будет ОК.

__

З.Ы. Я уже давно не специалист в этом, а наблюдатель. Меня кормит ИТ, но солнечные батареи по-преждему интересны, как и вещи, к которым когда-то имел отношение. 

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(15:41:38 / 22-09-2017)

"Да, на этой идее ещё не поставили окончательный крест, но пока они проигрывают (3-4$/Вт против 0.4-0.5$/Вт у обычного кремния)," в 10 раз это не проигрыш, это разгром )) Хотя мне несколько непонятна причина, сами линзы я так понимаю можно и из поликарбоната наштамповать, а потом сверху нанести защитный слой от царапин. основание можно сделать из алюминия, для равномерного распределения тепла. Ведь если упало 0,5 кВт*ч что сплошная СБ её поглотила, что "пупырчатая" всё равно, главное по всему основанию равномерно размазать (то есть критична концентрация света если она 1/1000 то тепло не успеет "расползтись", а если 1/10 то без проблем). Да это всё сложнее чем "тупые" СБ и если "материал" не главная составляющая стоимости, то конечно смысла нет. Вообще очень доходчиво и грамотно объясняете, спасибо.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(16:44:56 / 22-09-2017)

Да, именно так, всё верно. Проблема в том, что материал (и фотоэлемент сам) очень дорогой для того же арсенида галлия. А появились дешёвые альтернативы. И появилась концептуальная развилка - либо делать сверхдорогие сверхэффективные фотоэлементы с концентрацией (и экономить материал), либо упирать на дешевизну и мостить-мостить-мостить дешёвым материалом как можно бОльшие площади. И так выходит, что пока выигрывает второй концепт. 

Но это, КМК, ещё не окончательно.

Пока ещё установщиков особо не волнуют площади и материалы конструкций - пока сами СБ дороже всех сопутствующих расходов. Ну и крыш у нас пока больше, чем денег на СБ.

Но это может поменяться в каком-то (не близком и не предсказуемом) будущем.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(20:49:07 / 22-09-2017)

Чето я себе слабо представляю массовое производство СБ на GaInAs. Понятно, что даже массовое использование для армии в приборах ночного видения или в тепловизорах требует намного меньше, чем для повсеместного применения в бытовых и промышленных СБ. Где столько взять индия, галлия и прочих (какие-нибудь теллур, силициды платины ....)? Так что, концептуальной развилки как-то не просматривается. Как мне кажется.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(00:58:09 / 23-09-2017)

Да, с галлием и индием реально напряги по добыче, это факт. Что ещё хуже, галлий безальтернативен для многих применений (а вот в солнечной энергетике альтернативы ему есть).

Но с другой стороны, при использовании концентрации расход порядка сотен мкг-единиц мг на киловатт УМ. Сотни кг-единицы тонн на ГВт. Мировое производство галлия - порядка 250 тонн/год. А мировое производство СБ в 2016-м составило порядка полусотни ГВт.

Ну, сравнимые цифры. 

Хотя сложно спорить с тем, что под массовые СБ галлия у нас пока не наберётся, причины, по которым концентраторы проиграли - ведь не в этом. Были б они круты и эффективны - всё равно выпускали бы гигаватт-другой в год для отвественных применений, как выпускают сейчас СБ для спутников, и пофиг на дороговизну. Но нет.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(10:35:56 / 23-09-2017)

Спасибо за комментарий. Да и вообще, Вы привели интересные цифры затрат галлия на единицу мощности электрогенерации.

Были б они круты и эффективны - всё равно выпускали бы гигаватт-другой в год для ответственных применений, как выпускают сейчас СБ для спутников, и пофиг на дороговизну. Но нет.

Ну да, так и есть.

Аватар пользователя lalals
lalals(6 лет 3 месяца)(13:12:47 / 22-09-2017)

аббревиатуры нужно бы расшифровывать. и их слишком много - в глазах мельтешит.

Аватар пользователя Электрик
Электрик(2 года 10 месяцев)(14:34:59 / 22-09-2017)

... люди научились работать с хлорсиланами

Охренеть. 

ИМХО, будущее не за pnp-npn электронно-дырочными переходами (источник моего дохода и сытого желудка), а за молекулярными технологиями демиургов/эволюции и преодолением комплекса хищника в человеческом сознании. Другое сознание - другие приоритеты в потребностях - другие технологии - другая техносфера/среда обитания.

Автору спасибо за ретро-экспликации (как молоды мы были, как искренне любили... кристаллы-электропроводность-фазовые переходы и вообще всю физику твердого тела). С удовольствием прочту об изворотах и альтернативщине.. Arduino top 10 projects:

 

 

Аватар пользователя Стилет
Стилет(4 года 8 месяцев)(14:02:07 / 22-09-2017)

Спасибо, очень познавательно!

По поводу 

Внимание распыляется, еще предыдущую обсуждать не закончили и т.д.

конструктивно обсуждать с Вами рядовым посетителям АШ тут особо нечего, только Ваше время тратить, вы глубоко погружены в тему.

Это скорее популярный учебник по ФВ. По этому длительный разрыв между частями лишает целостности восприятия материала.

Это моё мнение.

Аватар пользователя vstavenko
vstavenko(2 года 7 месяцев)(14:30:18 / 22-09-2017)

По ходу чтения статьи захотелось сразу переключиться и разыскать сравнительные характеристики энергозатрат или себестоимости разных СБ.

 

Если есть возможность или информация о таких цифрах - просьба включить в последующие выпуски. 

Аватар пользователя SkySheep80
SkySheep80(4 года 5 месяцев)(14:41:50 / 22-09-2017)

Помимг стоимости самих панелей, есть также стоимость их установки и сопутствовавшего оборудования.  В США эта стоимость вдвое превышает стоимость панелей ( для СЭС).  Для домашних панелей стоимость установки в 7-8 выше чем стоимость панелей.  Поэтому, есть огромные резервы для снижения стоимости для потребителя энергии

Комментарий администрации:  
*** Начальник Генштаба либерального диванного похода против Трампа и Путина ***
Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(15:06:50 / 22-09-2017)

Спасибо за цикл статей.

Думаю не взлетит солнечная электрогенерация, а вот солнечная теплогенерация, по моему скромному мнению,  имеет право на жизнь. По крайней мере КПД в разы выше, а затраты в разы ниже. 

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(15:21:06 / 22-09-2017)

Да, я был в этом уверен... до тех пор, пока китайцы не обвалили цены со своими сверхмощными производствами чистого кремния.

Прямо сейчас в России проще, быстрее, гораздо дешевле и в итоге _выгоднее_ поставить 1 кВт СБ и завести их на ТЭН напрямую, чем городить тепловой солнечный коллектор, трубы и насос к нему, бак с теплообменником. Кроме того, такая конструкция гораздо полезнее в холодное время года (то есть, воспетая тут "прерывистость" генерации меньше, а пользы в общем - больше).

Ну а энергии вода хранит много: 1 куб - это примерно 1.1кВт*ч/градус. Нагрев 200л бака на 60 градусов - 12кВт*ч. Прилично, а? И этот аккумулятор практически не изнашивается.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(15:21:36 / 22-09-2017)

Зимой любая генерация основная на солнце в наших широтах просто бред. О чем говорить, если Солнце не поднимается выше 10 градусов над горизонтом? А ведь в России половина территории такая или ещё хуже. 

Аватар пользователя Simurg
Simurg(1 год 9 месяцев)(15:30:08 / 22-09-2017)

_Такой_ зимы и в России пара месяцев. Я сам живу на широте 60 градусов и на берегу моря - Москва и южнее, и имеет меньше облачности.

И я вот не понимаю этой мысли - ну, допустим, зимой солнца мало. И что? Как это отменяет наличие солнца летом?

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(15:36:37 / 22-09-2017)

Вот. А я про что? Электричество нужно равномерно всегда, а если оно используется для обогрева, то пик его потребности приходится на время отсутствия солнечного света. По этому установить ёмкость с водой, затем построить вокруг дом, применить современные технологии теплоизоляции и забыть о счетах на отопление вообще. Тем более изнашивающееся оборудование будет только насос, который летом обеспечивает циркуляцию, остальное можно сделать вечным. 

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(16:14:39 / 22-09-2017)

Возьмем ваши цифры, для примера дом 10 на 10 одноэтажный, то по Вашим данным надо еще 100 метров квадратных для теплоаккумулятора, если дом (только коробка с крышей) стоит 1 миллион, то получается только помещение под тепло аккумулятор тоже будет почти 1 миллион, а если посчитать сколько еще на сам бак нужно, а утепление? ну ладно возьмем без бака )) 1 миллион, куб дров где то 1000 рублей, это можно купить 1000 кубов дров, если топить по 20 кубов за зиму, то можно топить где то 50 лет. Ну в общем сомнительная прибыль.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(16:23:32 / 22-09-2017)

Считать нужно куб воды на квадрат отапливаемой жилой площади. Может я не правильно написал. Но для трёхэтажного дома в 200 квадратов площадью нужен аккумулятор тепла в 200 кубов, что займёт в этом доме цокольный этаж. При уменьшении стоит задуматься, что о растут теплопотери. 

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(16:34:17 / 22-09-2017)

"что займёт в этом доме цокольный этаж" ну вот, Вы же сами и ответили на свой вопрос. Вам так нужна что ли эта герметичность, если высокий УГВ. По краям пенопласт в землю, трубу по грунту. Все затраты в 10 000 (утеплять фундамент всё равно надо) и лопату. Да в такой системе больше потери, нельзя "резко" снять тепло", зато копейки.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(17:00:20 / 22-09-2017)

Вы как то сумбурно пишете. Но все же, при любых прикидках система солнечного отопления выходит дешевле системы солнечного электроснабжения. Но при наличии почти дармового сетевого газа и жлектроснабжения эти системы не имеют смысла. Возможно в будущем. Хотя если увеличить стоимость газа вдвое, уже есть смысл задуматься. А в варианте чисто электрического отопления построение солнечного отопления уже сейчас вполне конкурентоспособно.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(17:44:02 / 22-09-2017)

Газ с сетевым электричеством конечно кроют все. Но почти везде стоимость подключения газа заоблочная. Поэтому топят дровами, электиричеством (удобнее). Но как я говорил, если сразу строить дом с воздушным коллектором ввиде крыши, это стоит делать даже при нали чии газа, там затрат копейки. Вакуумные коллекторы газ не перекроют поэкэкономике это ясно. Я и говорю что бассейн в подвале это утопия Вы никогда его не окупите. Поэтому только сверхдешевые решения крыша - земля под дом, могут иметь смысл даже при газе.

Аватар пользователя невежда
невежда(6 лет 5 месяцев)(20:01:58 / 22-09-2017)

а не маразм, что газ при такой стоимости никогда не окупится?!

Комментарий администрации:  
*** Почти любой вопрос могу свести к антисобянинской политоте ***
Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(21:08:46 / 22-09-2017)

Имеете ввиду стоимость подключения не "отобьется"? Да часто газ просто не выгодно подкючать в поселках. И люди топят дровами. Подключают газ в основном из за удобства даже а не цены. Котел поставил и забыл. Электричество часто столько по мощности не хватает, а если отключится зимой то без дров будет ужас просто, вымерзнет все.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(21:06:59 / 22-09-2017)

Господа, вы о чем? Я уже пару лет в московском регионе осенью-зимой солнце видел несколько дней всего, а так все тучи, тучи....

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(21:13:37 / 22-09-2017)

Ну так даже если солнце будет, СБ Вас не озолотит. Это консервы, они однозначно дороже сетевого электричества. Если хотите действительно что то выгадать, то только собирать тепло летом на зиму, все остальное не выгодно.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(21:19:33 / 22-09-2017)

Тепло, собака, утекает в любую не теплоизолированную дырочку. Сохранить его на период в пару-тройку месяцев весьма сложно. Насколько я понимаю, лучшим термоизолятором является вакуум (термос), но и через него тепло в виде ИК-излучения все равно утекает. И как-то не обнадеживают схемы сохранения тепла, которые сейчас камрады обсуждают.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(6 лет 2 месяца)(21:24:08 / 22-09-2017)

Если стакан с теплом внутри дома, то всё что утекает есть отопление ))) 

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(21:27:14 / 22-09-2017)

Я выразил сомнение в возможности такого длительного хранения тепла от лета, когда оно накапливалось, до зимних месяцев. Ну а так то Вы правы, да и КПД теплоотдачи нагретого стакана в комнату здесь 100%.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(22:31:12 / 22-09-2017)

Вы удивитесь но земля хороший утеплитель. Потери, да Бог с ними, как я раньше писал 20% затрат дадут 80% эффекта. Всю жизнь в деревне ледники делали, летом снег лежал, так что там все нормально с теплопотерями, умеренные.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(22:39:35 / 22-09-2017)

Со льдом немного другая ситуация. Вам в леднике достаточно поддерживать 0, а эта стабильность  достигается постепенным переходом воды из твердого состояния в жидкое (испарение натаявшей воды тоже отбирает тепло), да и перепад температуры с поверхностью примерно 20 градусов. А отапливание дома - это разность между температурой +20 в помещении и -20 на улице, т.е, 40 градусов разницы.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(22:53:22 / 22-09-2017)

Да, конечно, в леднике "держать" снег проще чем тепло, но факт в том что земля "держит" все же не плохо, а учитывая что даром, то на это можно и закрыть глаза, как я говорил. Про разницу, смотрите формируем под фундаментом "пятно" тепла, то что идет вверх греет дом, что идет в края тоже не сказать что все теряем. Так что если греть под фундаментом то все равно какая температура на улице, вверху фундамент, а в земле там зимой даже теплее, чем летом, тепло по полгода идет, медленно. 

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(22:59:01 / 22-09-2017)

Вообще говоря, сделать подполье "плюсовым" зимой - это хорошо. НО! Возникает проблема отсыревания фундамента и черного пола, тем более, что на зиму обычно проветривание подпользя закрывают (чтобы тепло не выходило). Нужно очень тщательно все гидроизолировать. Бетонную основу после снятия опалубки при строительстве промазать смолой. Ну и так далее.

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(23:14:48 / 22-09-2017)

Почему же будет отсыревание? Как я понял из за конденсата. Он появляется когдо паронасыщенный теплый воздух попадает в холоднон подполье и там выпадает роса. Если земля теплее. То росы не должно быть. Сыреть может только от влаги земли, а это уже зависит от иных обстоятельств и к теплоаккумулятору отношение не имеет.

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(10:15:33 / 23-09-2017)

Спасибо. Для меня это полезная информация

Аватар пользователя Сан Саныч
Сан Саныч(3 года 6 месяцев)(19:38:23 / 24-09-2017)

Пожалуйста. Ещё одна ситуация когда может выпасть роса это если идёт движения пара через материалы с различной паропроницаемостью. Пройдя часть пути пар встречает поронепраницаемы материал и выпадет в росу. Например дом из газобетона обложили кирпичом, если зимой вентиляция будет работать плохо (сьэкономят на проветривании) и пар уйдёт через газобетон, а через швы и кирпич выйти не сможет весь, то он там выпадет в росу. Роса замерзнет. И так при изменение температуры точка замерзания будет морозить/размораживать росу, скоро газобетон начнёт крошиться. 

Аватар пользователя Корж
Корж(1 год 8 месяцев)(19:48:49 / 24-09-2017)

Однако! Но так именно построен наш 17-ти этажный дом: монолит, блоки из газобетона, облицовка кирпичом.

Страницы

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...