Черепица с солнечными батареями

Содержание

Новые солнечные батареи в виде черепицы

Черепица с солнечными батареями

Многочисленные солнечные панели, установленные на крышах зданий и сооружений, точно так же, как и спутниковые антенны, вряд ли делают эти здания эстетически привлекательными как в городах, так и в деревнях. В стремлении устранить этот недостаток, инженеры, работающие в этой области, создают новые формы фотопреобразователей, принципиально отличающиеся от традиционных. Появились покрытия из так называемых ячеек Гретцеля, из полимерных пленок, появились солнечные батареи в виде черепицы. Это решение показалось настолько удачным, что сразу несколько производителей в мире решили осваивать это направление.

Интегрированные фотоэлектрические материалы – перспективное направление фотовольтаики

Научные центры ведущих производителей элементов солнечной фотовольтаики, разрабатывая новые полупроводниковые фотоэлектропреобразователи, передали в производство новые материалы, которые позволили выйти на принципиально новые решения в энергообеспечении зданий и сооружений. Эти материалы получили название «интегрированных фотоэлектрических (ИФЭМ)». Их назначение – использование в различных конструкциях кровли, фасадов, окон. Главное отличие этих материалов от обычных заключается в том, что, если обычные стройматериалы служат для крепления на них фотоэлектрических преобразователей, то интегрированные материалы сами преобразуют энергию солнечного света в энергию электрическую.

ПХВ-мембрана с интегрированными фотоэлектрическими преобразователями

Строители, получив в свое распоряжение интегрированные материалы, смогли существенно пересмотреть свои подходы к проектированию зданий и сооружений.

Во-первых, появилась возможность снизить стоимость проектируемых объектов за счет того, что не нужно упрочнять основные несущие конструкции для крепления традиционных солнечных панелей.

Во-вторых, сами интегрированные материалы, имея разнообразную структуру, окраску, функциональность, прекрасно могут вписываться в любой архитектурный облик здания, являясь более привлекательными с эстетической точки зрения, нежели традиционные гелиевые панели.

Кровля зданий на базе интегрированных фотоэлектрических материалов

В результате исследований и экспериментов было установлено, что для плоских крыш целесообразней использовать рулонные интегрированные материалы с тонкопленочными фотоэлектропреобразователями.

Разработка дешевой технологии получения тонкопленочных модулей на базе селенида меди и индия (CIS), а также селенида меди, индия и галлия (CIGS) открыла для строителей широкие перспективы применения этих материалов.

Сейчас промышленность может выпускать гелиевые модули площадью до двух и более квадратных метров, причем эти модули могут иметь различную фактуру поверхности и практически любого цвета, при этом модули эти могут выпускаться и в виде рулонов.

Интегрированная солнечная фотомембрана Solar Roof

Эти модули без каких-либо проблем могут быть нанесены практически на любую основу и способны генерировать электрический ток достаточно высокой мощности.

У этих гибких тонкопленочных фотоэлектрических модулей есть еще одно неоспоримое преимущество перед традиционными гелиевыми панелями – их небольшой вес.

Один квадратный метр такого модуля весит чуть менее пяти килограммов.

При таком весе нагрузка на конструкцию кровли уменьшается более чем в пять раз по сравнению с обычными солнечными батареями.

Укладка таких модулей практически не отличается от укладки обычных модулей. Отличие заключается лишь в том, что после укладки модулей требуется подключить фотопреобразователи к энергосистеме здания.

Подключение солнечной черепицы к энергосистеме дома

Это подключение может быть либо через контроллер заряда к аккумуляторной батарее, либо через сетевой инвертор напрямую к электросети.

Кровли из таких модулей достаточно долговечны. Срок их эксплуатации оценивается в 30 – 40 лет.

Но строительные компании на изготовленные «солнечные крыши» обычно дают гарантию на 25 лет.

Для наклонных (скатных) крыш рекомендуется использовать гелиевые модули, выполненные в виде черепицы.

Это так называемая «солнечная черепица», которая внешне очень похожа на обычную гибкую битумную черепицу.

Такая черепица впервые в мире была изготовлена компанией Dow Chemical Company.

Солнечная черепица компании Dow Chemical

Сейчас в мире выпускается множество видов гелиочерепицы, причем количество этих видов увеличивается очень быстро.

Солнечные фотоэлектропреобразователи выпускаются в виде жестких модулей, имеющих форму и размеры обычной черепицы.

Выпускаются они также в виде конструкций с полужесткой структурой и несколькими кремниевыми солнечными ячейками, с габаритами, несколько превышающими габаритные размеры обычной черепицы.

Ну, а новые фотоэлектрические преобразователи на базе тонких пленок выпускаются вообще в том виде, который пожелает заказчик, но при этом по размерам и по гибкости идентичны обычной черепице.

Солнечная черепица от ведущих производителей

Как уже было сказано, самым первым производителем солнечной кровельной продукции была американская компания Dow Chemical Company, которая в 2005 году представила свои первые образцы гелиевых фотопреобразователей, выполненных под черепицу. Свое детище компания назвала «Powerhouse» — «Электростанция». Нужно отметить, что по состоянию на конец 2005 – начало 2006 годов стоимость этой черепицы была значительно выше стоимости традиционных солнечных панелей. Но очевидная перспектива широкого применения этих модулей, которые легко могут быть интегрированы практически в любую черепичную крышу, была по достоинству оценена специалистами и другими потенциальными производителями.

Читайте также  Фасад из гибкой черепицы

Американская компания Centrain Teed, будучи главным конкурентом компании Dow Chemical в изготовлении солнечной битумной черепицы, применила для производства своей продукции фотоэлектрические преобразователи Uni-Solar, которые были предложены компанией United Solar Ovonic Corporation. Эти преобразователи состоят из трехслойного аморфного кремния, причем каждый слой последовательно осаждался на гибкую металлическую подложку. Преобразователи Uni-Solar наиболее распространены сейчас у фирм-изготовителей гелиевой черепицы.

Солнечная черепица Tegosolar

Именно их использует для производства фотоэлектрической черепицы итальянский концерн Tegola Canadese S.p.A.

Назвав свою солнечную продукцию «Tegosolar», концерн предложил ее не только на европейском рынке, но и в России, а также в некоторых других странах СНГ.

При изготовлении черепицы концерном используется фотопреобразователь типа PVL68, максимальная выходная мощность которого равна 68 ваттам.

Строения с черепицей Tegosolar

Преобразователи Uni-Solar при этом герметично ламинируются полимерами, стойкими к механическим воздействиям.

Внешняя сторона покрывается полимером Tefzel, который свободно пропускает лучи в ультрафиолетовой части спектра, а с внутренней стороны – пленкой EVA.

Насколько быстро гелиевая фотовольтаика завоевывает все новые и новые рубежи, проще всего проследить за динамикой изменения стоимости одного киловатта, вырабатываемого при преобразовании солнечной энергии в энергию электрическую. Если совсем недавно $1 за один киловатт считалась фантастической и недосягаемой ценой, то сегодня ведущие производители выпускают компоненты, генерирующие солнечное электричество по цене $0,0299 за один киловатт. И это не только традиционные солнечные кремниевые панели, но и кровельные материалы, солнечная черепица.

Источник: http://solarb.ru/novye-solnechnye-batarei-v-vide-cherepitsy

Солнечная фотоэлектронная черепица | Импорт товаров из Китая

Новые технологии производства современных строительных материалов позволили в солнечной черепице удачно объединить, с одной стороны, возможность собственного производства энергии солнечными батареями, с другой стороны, надежность, долговечность традиционного кровельного материала. Солнечная черепица — прочный кровельный материал, который обеспечивает надежную защиту конструкции, не хуже обычной.

Новые технологии энергоснабжения

Солнечная черепица вырабатывает электричество, которое может быть использовано либо в общей электросети, либо в автономной не зависимой системе.

Общие электросети используются для обеспечения электроэнергией домов и зданий, а также для продажи избыточных мощностей.

Автономные системы обычно используются в качестве резервного в случае отключения электроэнергии, а также для хранения электричества в аккумуляторах для дальнейшего использования.

Постоянный электрический ток, вырабатываемый фотоэлектрическими элементами, передаётся системой в конвертер, где преобразуется в переменный для домашнего использования.

Стоимость такой черепицы, достаточно высока, но, тем не менее, ниже традиционных солнечных батарей. Финансовые затраты на инновации, как правило, окупаются в течение первых нескольких лет.

Преимущества:

  • Срок эксплуатации свыше 20 лет;
  • Полностью сочетается с внешним дизайном дома;
  • Внешний вид, как у обычной кровельной;
  • Нет необходимости иметь большие площади, по сравнению с установкой традиционных солнечных панелей;
  • Несколько видов на выбор: по размеру, форме панелей и цвету;
  • Простой монтаж, установка, подключение;
  • Стандартные узлы примыкания к обычной;
  • Способность выдерживать сильную ветровую нагрузку;
  • Высокая энергоэффективность по сравнению с обычными панелями (некоторые солнечные черепицы могут производить около 13-17 ватт каждая).

Условия монтажа:

— Необходимость выбора типа системы;- Наличие хорошей солнечной освещённости кровли и достаточной площади для выработки электроэнергии;

— Монтаж возможен только при новом строительстве;

Минимальный заказ 500 штук.

 Цены в прайсе не  включают стоимость комплектующих.

ПРАЙС — ЛИСТ
модель наименование размер вес, нетто кол-во в упаковке Количество в 20-ти футовом контейнере Цена за шт., юань., при заказе в КНР ( без учета доставки и растаможивания) ФОТО ЦВЕТ
SC-W08G-01 солнечная черепица 440*325*45 mm 3.2kg 6 шт./кор. 3600 pcs 126,50 черный
SC-W08G-02 солнечная черепица 440*325*45 mm 3.2kg 6 шт./кор. 3600 pcs 126,50 красный
SC-W08G-01-1 солнечная черепица 440*325*45 mm 3.2kg 6 шт./кор. 3600 pcs 121,80 черный/красный
SC-D08G-01 солнечная черепица 440*325*45 mm 2.7kg 6 шт./кор. 3600 pcs 126,50 черный
SC-F20G-01 солнечная черепица 665*420*30mm 6.5kg 4 шт./кор. 1920 pcs 293,80 черный
SC-F24G-01 солнечная черепица 642*437*25mm 5.3kg 4 шт./кор. 1920 pcs 313,90 черный
SC-W08B-01 солнечная черепица 440*325*45 mm 2.8kg 6 шт./кор. 3600 pcs 152,40 черный
SC-W08B-02 солнечная черепица 440*325*45 mm 2.8kg 6 шт./кор. 3600 pcs 152,40 золотой
HDS08M-2 солнечная черепица 440*325*45 mm 2.8kg 6 шт./кор. 3600 pcs 152,40 серебро
SC-W08M-02 солнечная черепица 440*325*45 mm 3kg 6 шт./кор. 3600 pcs 200,90 красный мрамор
SC-W08M-03 солнечная черепица 440*325*45 mm 3kg 6 шт./кор. 3600 pcs 200,90 белый мрамор
SC-W08M-01 солнечная черепица 440*325*45 mm 3kg 6 шт./кор. 3600 pcs 200,90 серый мрамор

Источник: http://www.rktp-trade.ru/?page_id=12996

Солнечная крыша: технология, энергоэффективность и перспективы

Интегрируемые солнечные крыши и черепица сейчас у всех на слуху после презентации Tesla.

И пусть фотогальваническая кровля пока на вес золота, эту тему все же хочется обсудить — за тонкопленочными панелями будущее зеленой энергетики (ИМХО).

Рассмотрю подробнее технологию и несколько конфигураций энергогенерирующих крыш, коммерчески успешных на середину 2018. Речь пойдет о полноценных кровельных материалах, а не гибких «ковриках», которые укладывают на классическую кровлю.

Как работает солнечная черепица

Используется та же технология, что и в PV панелях. Кровельные модули имеют интегрированный фотоэлемент (солнечную ячейку) из монокристаллического кремния.

Эффективна и уже привычна PERC-ячейка, ее доля на рынке неуклонно растет.

На рисунке ниже показано ее отличие от традиционной 30-тилетней архитектуры фотогальванических элементов:

Задача PERC-ячейки извлечь максимум электронов из солнечного света — ее строение обеспечивает более эффективный захват света у задней поверхности. Технология известна с 1983 года, но достичь значимых результатов вне лаборатории удалось только в середине 2000-х.

Читайте также  Снегозадержатели для мягкой черепицы

PERC имеет недостатки: склонность к более быстрой световой деградации (LID-эффект), который приводит к небольшой потере мощности уже через год эксплуатации.

Если в PERC-черепице поликристаллическая основа, есть риск потенциально-индуцированной деградации (PID), избежать которого можно только при покупке сертифицированных элементов (IEC TS 62804).

График улучшения solar технологий

В 2018 на рынок вышла CIGS-ячейка (Селенид меди-индия-галлия), достигающая 20% эффективности конверсии солнечной энергии (сопоставимо с панелями).

CIGS разработана в 2008 году, впервые тонкопленочные элементы достигли эффективности преобразования 19,9%, что стало новым мировым рекордом для таких ячеек.

До 2008 года кремниевые элементы, используемые для солнечных батарей, намного превосходили тонкопленочные.

Сейчас кремниевые полноразмерные панели достигают 20,3% эффективности преобразования и практически сопоставимы с «ковриками» (кроме цены).

5 лучших солнечных крыш

Производителей с десяток по всему миру, поэтому рассуждать о лучших пока очень сложно.

Тем не менее, постарался описать те фирмы, чьи достижения на этом поприще наиболее заметны (ну и имеющие хорошие мануалы по установке в свободном доступе).

1. Aesthetic Green Power (США)

Пионеры отрасли.

Чтобы избежать перегрева элементов, под плитку устанавливается теплоотвод на pex-трубу с водой, тем самым устраивая дополнительный или основной источник горячей воды в доме. Мануал  по установке с офф-сайта прилагаю.

Плитка спроектирована так, чтобы размещаться одним модулем на двух квадратах, имеет рейтинг пожаробезопасности А, 20 лет гарантии на мощность и 25 на прочность.
Мощность одной единицы — 23 Ватта.

Технические характеристики плитки Aesthetic Green Power

Есть у них и широкоформатные тонкие модули BIPV с встроенной фотогальваникой.

2. Powerhouse (США)

Солнечная крыша 3.0 Solar Shingle PH-060 заявляет 17,1% эффективности. Дизайн модулей назвать элегантным и малозаметным кровельным материалом можно с большой натяжкой, нужно соответствующее стилю обрамление.

Плитка состоит из 24-х монокристаллических PERC-ячеек, уложенных в 2 ряда, с одним байпасным диодом. Предшествующая версия была на медь-индий-галлий-ди-селениде (CIGS) и достигали 12,3% эфф. или 43 Вт.

Характеристики Apollo 2 от Powerhouse

3. CertainTeed Solar (США)

Одна из старейших кровельных компаний (с 1904 года) производит и устанавливает солнечные плиты APOLLO II, которые крепятся на готовую крышу.

Каждая плитка состоит из 14 монокристаллических кремниевых фотоэлементов, которые могут вытянуть до 60 Вт.

Выдерживает 114 кг на квадратный метр, морозоустойчива, но про ударную нагрузку данных не увидел.

В качестве кровельного материала имеет самую высокую ветрозащиту до 70 м/с, абсолютно водонепроницаемая конструкция.

4. Forward Solar Roofing (США)

Разработали полноценную солнечную крышу с гарантией 40 лет, устойчивую к граду, ветру и огню. Доступна не только в черном цвете.

В основе монокристаллические ячейки под стеклом, которых гораздо больше на квадратный метр, чем у предыдущих кровельных вариантов, за счет удачного дизайна под задачу.

Система креплений и подключения полностью скрыта, крыша не вызывает никаких подозрений у соседей и мимопроходящих.

Энергоэффективность такой конфигурации солнечной крыши сопоставима с традиционными панелями за счет более высокой «плотности энергии» и площади покрытия. Мануал здесь.

5. SolteQ (Германия)

Немецкий SolteQ производит фотогальваническую черепицу из моно и поликристаллического кремния и стекла (в зависимости от выбранного дизайна черепицы). Гарантию дают на 40 лет (80% эффективности через полвека для черных плиток). 173 Вт на кв.метр и до 212 Вт при пике освещенности.

Монтаж осуществляется на деревянные направляющие за крючки на обороте плитки, не требует алюминиевого каркаса.

Солнечная кровля Solteq штормоустойчива, водонепроницаема, покрывает всю плоскость за счет кладки «чешуя».

Заявляется эффективная вентиляция через естественную конвекцию. Перегретый воздух можно подавать в воздушный/водяной тепловой насос. Вес кровли 14 кг/м2.

Рекомендую просмотреть каталог с техническими деталями.

Солнечная крыша VS панели

Сравнение фотогальванических тонких плит и классических панелей больше похоже на сравнение яблок и апельсинов — что же лучше? Давайте рассмотрим их особенности в сводной таблице.

Сравнительные характеристики солнечной кровли и панелей
Кровля, черепица, тонкие модули Панель
Дороже традиционных панелей примерно на 30%, сейчас это около $3.30 за Ватт. Учитывая, что большинство конфигураций являются полноценной кровлей, сопоставима по стоимости с панель+крыша. Доступны среднему домовладельцу.
Гораздо менее заметны для «мимопроходящих» и соседей. С точки зрения эстетики более приемлемы. Поэтому полностью зависимы от наклона и ската крыши, ее ориентации. Заметны, привлекают внимание. Но могут устанавливаться под углом к крыше и даже следовать за солнцем при наличии специального механизма.
Является полноценной кровлей. Целесообразна для новостроя с заложенной в проект удачной ориентацией на стороны света и углом ската, «с нуля». Устанавливается на готовую крышу с кровельным материалом, вопрос только в сложности установки.
Перегрев решается установкой под плитки коллекторной системы нагрева воды. Под панелью заводятся насекомые, пытаются гнездиться птицы и осы, летучие мыши, забиваются листья и мусор. Модули имеют риск перегрева.
От 220 до 660 точек подключения. Каждая точка соединения — потенциальная точка отказа во время установки и эксплуатации (в 10-30 раз больше шансов на сбой системы). В среднем 22 точки соединения на систему.
Замена детали трудоемка, выводит из строя всю кровлю. Замена вышедшей из строя панели проще, не нарушает целостность кровли.

Продукт интересный и имеет большое будущее, на мой взгляд. Есть ли отечественный производитель — даже не смотрел пока, но к этой теме еще стоит вернуться позже. Жду комментариев и критики!

Читайте также  Как класть гибкую черепицу на беседку

Источник: https://ehome.ironws.com/energiya/solnechnaya-krysha-cherepica-krovlya/

Солнечные панели Tesla — все, что нужно знать о высокотехнологичной кровле

Генеральный директор компании Tesla Илон Маск во время презентации нового продукта — солнечных панелей для крыши, заявил о старте продаж инновационного детища ближе к середине 2017 года.

Продукт известен под названием «солнечная крыша» (solar roof) и был разработан в SolarCity, совладельцем которого являлся господин Илон.

В ноябре 2016 года Tesla motors приобрела компанию за $2,1 млрд, другими словами, solar roof сменила только юридического владельца, а не фактического.

В преддверии долгожданного выхода продукта на рынок, расскажем, что известно о солнечной кровле сегодня.

Разделы статьи:

Виды черепицы Tesla

Что представляет из себя солнечная крыша Тесла? Это всем известные солнечные батареи (преобразователи энергии солнца в другие виды энергии), но выполняющие одновременно функции защитной конструкции — кровельного материала. Согласно презентации, известно о четырех видах стеклянных панелей, рассчитанных для различных предпочтений застройщиков и архитекторов. Будут предлагаться керамическая черепица итальянского стиля, сланец, текстурированная или гладкая плитка. Вся коллекция представлена ниже:

Вероятно, ассортимент цветов и моделей будет пополняться с растущей популярностью кровельного материала.

Из чего состоят панели Tesla Solar roof?

Каждая черепица состоит из трех слоев:

  1. Верхний слой — сверхпрочное и ударостойкое закаленное стекло;
  2. Высокоэффективная солнечная батарея;
  3. И наконец слой с цветной пленкой или текстурой, имитирующей популярные виды кровли: керамику, сланец или дранку.

В своем твиттере Тесла опубликовала видео механических испытаний своего продукта в сравнении с обычными материалами для крыши.

Solar roof glass tile vs. conventional roof tile pic..com/AnGWJ07jub

— Tesla (@TeslaMotors) 29 октября 2016 г.

Скорее всего, такая прочность в период реальной эксплуатации не понадобится, но свойства стекла безусловно впечатляют.

В своем микроблоге Маск подчеркнул, что при необходимости можно включать нагревательные элементы на поверхности стеклянных панелей для очистки их от снега.

Он добавил, что такой процесс не будет энергоемким, но позволит сильно увеличить КПД солнечных батарей в зимний период.

Ориентировочная стоимость «солнечной» крыши

Буквально на днях Илан Маск сделал шокирующее для многих застройщиков заявление: солнечная крыша будет стоить дешевле традиционных материалов.

Так ли это? Возможно, сами батареи и будут чуть ниже цены, например, керамической черепицы.

Но не стоит забывать о дополнительном оборудовании, без которого продукция Tesla не будет функционировать должным образом, а именно генерировать солнечную энергию и преобразовывать ее в электрическую.

Можно интерпретировать сказанное основателем компании как: стоимость новой технологии будет ниже обычного кровельного материала + солнечные батареи, что совершенно меняет картину.

Как минимум к стеклянной кровле нужно будет прикупить фирменный аккумулятор Powerwall 2-ого поколения. Его стоимость составляет порядка $5,5 тыс. Немного о его технических характеристиках:

  • Габариты — 1150×755×155 мм;
  • Вес — 122 кг;
  • Диапазон температур для работы устройства — от −20°С до +50°С;
  • Потребляемая мощность — 14 кВт.ч;
  • Непрерывная мощность — 5 кВт, макс. — 7 кВт;
  • Гарантийный срок — 10 лет.

В состав Powerwall 2 также входит инвертор напряжения.

Батарея Tesla Powerwall 2 благодаря рабочему диапазону температуры можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Например, его можно закрепить на фасаде здания.

Подключение панелей Тесла ничем не отличается от традиционной схемы солнечных батарей.

Напряжение постоянного тока из крыши попадает в аккумулятор Powerwall, который передает его в инвертор для преобразования в переменный ток.

Общая схема подключения солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электроэнергию

Попробуем рассчитать ориентировочную стоимость на оборудование Tesla для дома, площадь крыши которого — 200 м2. Если солнечная кровля будет дешевле обычного материала (например, керамической черепицы), тогда цена 1 м2 не должна превышать $35. Не забываем учесть затраты на батарею: 5500 / 200 = $27,5. Итого 35 + 27,5 = $62,5, умножим полученный результат на общую площадь: 62,5*200 = $12,5 тыс. Именно столько потребуется отдать за современные технологии для частного дома средних размеров. Разумеется, расчеты ориентировочны, но не стоит забывать о дополнительных затратах на монтаж и дополнительные элементы энергоэффективной системы.

Еще немного цифр. Согласно данным сайта greentechmedia.com система Тесла будет генерировать порядка 9000 кВт.

ч в год (экономию можно посчитать самостоятельно).

Также портал ссылается на недостаточное количество профессиональных установщиков, что повлечет за собой высокие затраты на первоначальный монтаж и настройку оборудования. Учитывая все факторы, цена такой высокотехнологичной кровли будет находится в диапазоне от $ 33000 до $ 37000 за все те же 200 кв.м.

Фото домов с применением кровли Tesla

Солнечные панели будут производится на заводе в Буффало (штат Нью-Йорк). Вот как выглядит дом с только что установленными панелями Tuscan Glass Tile (Тосканская стеклянная плитка).

Панели со стороны двора или улицы будут выглядеть непрозрачными. Разглядеть стеклянное происхождения материала можно будет только в солнечное время, просматривая здание сверху-вниз. Изображения Slate Glass Tile:

В отличие от других видов солнечной крыши, гладкие панели разработаны специально, чтобы каждый мог видеть солнечные батареи с разных углов. Назначение гладкой стеклянной плитки Tesla заключается в том, чтобы предложить «более современный вид», сказал Илон на презентации.

Применение солнечных батарей Tesla гладкого стиля — Smooth Glass Tile

Эксперты США и Европы прогнозируют революционный спрос на новейшую разработку.

Будут ли солнечные крыши так популярны в России и странах СНГ покажет время.

Известно, что продажами Tesla solar roof будет заниматься лично компания, без посредников и торговых организаций.

Источник: https://KrovPortal.ru/krovlya/tesla-solar-krysha/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: