Рекомендации по установке солнечных батарей в своем доме

Рекомендации по установке солнечных батарей в своем доме

Как установить солнечные батареи для дома?

В связи с постоянным повышением тарифов на энергоносители и стимуляцией зеленой энергетики в ряде государств, для обывателей стал актуальным вопрос организации собственной солнечной электростанции. Для чего многими владельцами частных территорий и квартир осуществляется установка солнечных батарей для дома. Но далеко не все автономные источники выдают ожидаемые от них результаты, а некоторые вообще не функционируют. Поэтому далее мы рассмотрим основные нюансы использования солнечных батарей и детальный алгоритм установки, что позволит вам добиться максимального эффекта.

Что следует учесть на этапе проектирования?

Перед тем как установить автономную электростанцию, важно выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и комплектующего оборудования. Если вы собираетесь использовать домашнюю электростанцию для выработки электроэнергии номиналом в 220 В, то вам понадобятся такие элементы:

Рис. 1: устройство солнечной электростанции

• Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м 2 площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
• Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
• Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
• Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции. Рис. 2. Принцип реализации солнечной электроэнергии
• Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

Несмотря на важность каждого элемента домашнего генератора свободной энергии, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого будет зависеть и продуктивность, и качество работы всей системы.

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

• С поликристаллическим модулем – отличаются стабильными показателями генерации, не зависимо от интенсивности солнечных лучей. Также солнечные батареи на основе поликристаллического кремния отличаются сравнительно небольшим КПД – от 9 до 18%, в зависимости от производителя. Со временем КПД не снижается, но к недостаткам поликристаллических элементов следует отнести сравнительно небольшой срок службы – порядка 10 лет.
• С монокристаллическим модулем – такие панели неравномерно вырабатывают электричество в солнечную и пасмурную погоду, теряют мощность со временем эксплуатации. Но КПД автономного электроснабжения на основе монокристаллического кремния находится в пределах от 12 до 25%. А срок службы монокристаллических панелей составляет порядка 25 лет. Рис. 3. поликристаллический и монокристаллический модуль
• С аморфными кристаллами – используются в гибких пластинах, отличаются довольно низким КПД – порядка 6%. Максимальная мощность, заявляемая производителем, значительно снижается со временем эксплуатации и может упасть на 20 – 40%. Срок службы довольно низкий – не более 5 лет. Рис. 4: аморфный модуль

Выбор места и способа установки

Оптимальная генерация электрического тока обеспечивается при условии попадания достаточного количества солнечного света на поверхность панели, поэтому близлежащие постройки и деревья не должны ее затенять. То же касается и способа размещения их друг относительно друга – верхние или боковые панели не должны закрывать собой соседние. Оптимальная выработка электроэнергии достигается при перпендикулярном попадании лучей на фотоэлектрический преобразователь, что тоже должно учитываться при выборе места.

Наиболее часто для установки солнечных батарей используются:

• Крыши зданий – в зависимости от угла наклона, солнечные батареи могут располагаться как непосредственно на кровле, так и на специальной конструкции. Но далеко не каждый угол наклона подойдет для получения электричества, оптимальным считается от 0° до 40°. Рис. 5: солнечная батарея на крыше здания
• Отдельно стоящие опоры – подходят для дома с приусадебным участком, на котором есть место под дополнительную конструкцию. Рис. 6: отдельно стоящие солнечные батареи
• Стены – несмотря на горизонтальное положение, панель крепиться к наклонному каркасу. Рис. 7: солнечная батарея на стенах зданий
• Лоджия или балкон – для покрытия фотоэлементами подходят как стены, так и крыша. Рис. 8: солнечная батарея на балконе

Помимо открытого пространства, не забывайте, что выбранная конструкция должна выдерживать и вес солнечной батареи. Это особенно актуально для строящихся или модернизируемых зданий, дабы та же крыша не провалилась под весом домашней электростанции, солнечного коллектора и прочего крышевого оборудования. По отношению к сторонам света ее устанавливают с юга. Расположенные на земле, обязательно приподымаются над поверхностью грунта не менее чем на полметра.

Заметьте, скопление на солнечном модуле пыли, снега, листьев, продуктов жизнедеятельности животных и насекомых существенно снижает эффективность их работы. Поэтому место установки должно предусматривать возможность ухода и периодического технического обслуживания.

Этапы установки солнечных батарей

После того, как вы заготовили все необходимое для домашней электростанции, подобрали место и составили схему расположения панелей, переходите непосредственно к установке. Для этого:

• Соберите каркас – для этого подойдут любые прочные материалы (сталь, алюминий или дерево). Желательно использовать долговечные варианты, так как электростанция прослужит вам не один год. Рис. 9: Соберите каркас

В зависимости от места установки их можно изготавливать и собирать отдельно от монтажной площадки, но размеры должны учитывать габариты панелей заранее. Между крышей и батареей обязательно оставляйте воздушный зазор для вентиляции.

• Если модули в панелях не спаяны между собой, обязательно произведите данную процедуру. Выполняйте ее крайне аккуратно, так как хрупкие детали можно легко повредить. Рис. 10: спаяйте модули

Если вы приобрели готовые панели, в которых ничего спаивать не нужно, сразу переходите к монтажу.

• Установка готовых солнечных батарей не требует дополнительных манипуляций – главное надежно зафиксировать их на каркасе. Рис. 11: установите панели

Если вы собираете их из модулей, изготовьте основание из диэлектрического материала с отверстиями для вентиляции, установите клеевую основу и закройте герметичной прозрачной крышкой.

• Припаяйте соединительные провода – панели между собой могут соединяться как последовательно, так и параллельно, но главное, не забудьте установить запирающий диод в цепь питания каждой из них. Это предотвратит обратный разряд аккумулятора в цепь модуля после захода солнца.
• Подключите солнечную батарею к остальным элементам домашней электростанции.

Следует отметить, что положение солнца летом и зимой кардинально отличается, поэтому весьма эффективно выполнять регулировку угла наклона. Для этого можно предусмотреть соответствующий подвижный механизм в каркасе или опорном кронштейне.

Установка солнечных батарей: что нужно знать новичкам

1. Комбинированный подход
2. Солнечные батареи для дома: типичные ошибки новичков
3. Ошибка первая: жадность
4. Ошибка вторая: неправильный выбор рабочего напряжения солнечной батареи
5. Ошибка третья: надежды на инверторы
6. Ошибка четвертая: выбор АКБ
7. Ошибка пятая: неверная установка солнечных батарей
8. Вместо заключения

Использование энергии солнца давно успешно применяется человечеством: от примитивного нагревания воды до супер современных солнечных электростанций и автономных зарядных устройств для гаджетов. Скоро зима, самое время попробовать воспользоваться альтернативным источником энергии и начать экономить! А снег? Спросите Вы. Так вот, устанавливать солнечные батареи для дома выгодно и эффективно именно зимой или ранней весной. Заинтригованы?

Дело в том, что ясные морозные дни способствуют увеличению коэффициента полезного действия солнечных элементов. К тому же, снег дополнительно отражает около 80 % солнечного света. Итак, при грамотной установке солнечных панелей, в снежное время года, они отдают максимальный ток. В таком случае можно обойтись минимальной мощностью. А с увеличением продолжительности светового дня, может случиться так, что этой мощности Вам достаточно.

Комбинированный подход

На случай, если в Вашем жилище комбинированное использование энергии. То есть, кроме альтернативного варианта, задействовано привычное топливо, например, газ, то впору задуматься о качественном учете расходуемого газа. Можно, конечно, воспользоваться услугами компаний, где осуществляется продажа счетчиков газа с магнитом. Однако, проще установить дополнительный модуль солнечных батарей и не только экономить на электроэнергии, но и использовать, и даже сохранять, энергию солнца совершенно бесплатно.

Солнечные батареи для дома: типичные ошибки новичков

При установке систем альтернативных источников энергии впервые, многие обращаются в компании по установке солнечных батарей. Если Вы новичок в этом вопросе, то прочтите, пожалуйста, статью до конца. И постарайтесь, научиться на чужих ошибках.

Ошибка первая: жадность

Самой распространенной ошибкой новичков при установке альтернативного источника энергии является желание заполучить систему определенной мощности. Ну, к примеру: чтобы хватило и на телевизор, и на холодильник и еще много на что. В этом случае, Вы заплатите не менее 150 тысяч рублей только за саму гелиосистему. Не забудьте прибавить оплату за монтаж. А прослужит такая установка не более года.

Оказывается, не стоит жадничать и торопиться. Так как система модульная, то без особых проблем можно добавлять солнечные батареи и аккумуляторы по мере необходимости и по мере роста Ваших потребностей, а не по желанию продавца. Нет никакой нужды одномоментно платить за солнечную систему максимально необходимой мощности.

Целесообразно купить солнечную батарею минимально-требуемой мощности в феврале или ранней весной. Опробовать и проверить систему на деле, набраться опыта по рациональному использованию. А уже осенью добавить необходимое количество модулей, увеличив площадь солнечных батарей (желательно эту возможность заранее предусмотреть!). Причем, выполнить работу по монтажу можно будет и самостоятельно. Тем более, что Вы уже видели как это делается. К слову, в осенне-зимний период возможны существенные скидки. Между прочим, солнечные батареи на 12 вольт легко помещаются на заднем сидении легкового автомобиля.

Ошибка вторая: неправильный выбор рабочего напряжения солнечной батареи

При установке солнечных батарей, следует грамотно подобрать рабочее напряжение и соответствующие аккумуляторы. Так, установив солнечные батареи на 24 или 48 вольт Вы испытаете ряд неудобств:

• необходимость тщательного подбора одинаковых аккумуляторов (поскольку нельзя подключать последовательно АКБ разных производителей, неодинаковой емкости и даты выпуска. То есть придется приобретать аккумуляторы попарно!
• приобретение энергосберегающих светодиодных ламп на 24 вольта, а тем более на 48 вольт затруднительно
• придется отказаться от унифицированных электрических устройств на 12 вольт (а это: сигнализация, насосы, зарядки для телефонов, радиоприемники и т. п. приборы)

Ошибка третья: надежды на инверторы

Еще одна распространенная ошибка новичков, устанавливающих солнечные батареи для дома: запитать все через инвертор, то есть одна сеть с напряжением 220 вольт. Но поскольку кпд инверторов, в реальной жизни всего 75-80%, то лучше предусмотреть гибридную проводку: 12В и 220В. Кстати, ее можно запустить в одном кабеле. И теперь, все что может работать от 12В, пусть запитывается от 12В на здоровье (а это: освещение, телевизор, спутник и многое другое). Такое решение сократит потери энергии более чем на 30 %. Тем самым снизит мощность солнечных батарей и емкость АКБ.

И помните: включайте инвертор, только для работы с оборудованием, которому не подходит 12В. Однако, даже шуруповерт спокойно может работать от 12В.

Ошибка четвертая: выбор АКБ

Впервые устанавливая солнечные батареи для дома стоит остерегаться, когда Вам «впихивают» всевозможные модели аккумуляторов глубокого разряда. Таких не существует, за исключением щелочных, которые устанавливали раньше на тепловозы и электрокары. Особо следует отметить гелевые аккумуляторы. Мало того, что стоят они недешево, но с учетом следующих факторов, их не следует применять в принципе, а именно:

1. в силу гелевого состояния электролита, такие аккумуляторы плохо вступают в электро-химический процесс
2. при отрицательных температурах окружающего пространства, гель переходит в состояние парафина. Сами посудите, что из этого выйдет в морозную погоду

Устанавливая солнечные батареи для дома, используйте обычные недорогие, проверенные временем модели аккумуляторов. Подойдут даже б/у стартерные аккумуляторы, снятые с автомобиля. Такие устройства безотказно проработают еще лет 5-7. Поскольку здесь более комфортные условия, чем под капотом авто: нет перегрева (100 градусов в летний зной), огромных значений стартерных токов и вибрации. Благодаря статичности со дна аккумуляторов не поднимается шлам, нарушающий режим работы АКБ.

Ошибка пятая: неверная установка солнечных батарей

Солнечные батареи для дома будут работать эффективно, если грамотно и правильно их установить. Существует ряд нюансов, не соблюдая которые никогда не получится сэкономить на использовании альтернативной энергии:

• несоблюдение азимута
• невыверенный угол наклона модулей
• отсутствие контроля температурного режима

Вместо заключения

Итак, решив установить солнечные батареи для дома и воспользоваться услугами соответствующих компаний, поинтересуйтесь у них информацией о выполненных проектах. Поверьте, у мало-мальски профессиональных организаций обязательно есть такие. Не соглашайтесь на отговорки: «Не удобно!», или «Нет под рукой…» Не поленитесь, свяжитесь с бывшими заказчиками и проанализируйте услышанное, а лучше увиденное. (Довольный клиент, как правило, легко делится хорошим результатом!). Помните, прежде чем расстаться с приличной суммой денег, стоит узнать как можно больше о тех, кому Вы ее планируете заплатить.

Солнечные панели для частного дома: поставь светло себе на службу

Использовать в частных домах и даже дачных домиках альтернативные источники энергии сегодня стало модной тенденцией. Впрочем, это достаточно практично и, как правило, выгодно. Первенство среди таких устройств получили солнечные панели для частного ома (солнечные батареи, солнечные электростанции). Связано это с ежегодным ростом (весьма солидным) производства, снижением цен, многочисленными наработками, упрощающими подбор оборудования и построение систем.

Что это?

Основу любой системы составляют солнечные панели. Они выполняют роль основного источника энергии и, зачастую, становятся наиболее дорогой составляющей.

От их взвешенного выбора зависит:

• производительность домашней электростанции;
• объемы и стоимость работ по монтажу и обслуживанию;
• цена покупки;
• характеристики остальных звеньев.

Критерии выбора

Единственным критерием при проектировании домашней электростанции и выборе оборудования для нее должна стать целесообразность.

Однако понятие это широкое, для его понимания потребуется учет многих факторов:

• Средней и максимальной потребляемой мощности.
• Производительности солнечных модулей.
• Наличия стационарной электросети и режима совместной с ней работы.

• Географического положения местности и климатических условий.
• Финансовых возможностей владельца дома.

Структура домашней солнечной электростанции

Определяется двумя основными положениями:

1. Целью создания и использования.
2. Работой совместно со стационарными электросетями.

Соответственно, рассматривать можно 3 варианта организации солнечного электроснабжения дома:

1. Зависимый от электросети.
2. Полуавтономный с резервированием.
3. Полностью автономный.

Зависимый от сети вариант (электростанция, ведомая сетью)

Такая электростанция строится по простейшей схеме. В ее состав входят:

• Солнечные панели в качестве альтернативного источника энергии.
• Инвертор, преобразующий постоянное напряжение на выходе фотоэлементов в переменное напряжение для потребителей.

Гелиобатареи подключаются на вход инвертора. Его выход соединен с сетью (после счетчика). Основная особенность схемы – отсутствие промежуточных накопителей энергии (аккумуляторов) и устройства для их заряда.

При такой структуре приборы в доме потребляют электроэнергию от солнечных элементов через инвертор. Недостаток мощности восполняется сетью, и, наоборот, ее избыток (например, когда батареи работают в номинальном режиме, а потребители выключены), сбрасывается в сеть.

Достоинства такой схемы:

• Минимальная стоимость по сравнению с другими вариантами.

• Простота настройки и регулировки.

Есть у нее и серьезный недостаток – при отсутствии сетевого напряжения (во время отключения электроэнергии) система не работает.

Автономная схема

В этой системе отсутствует сеть, а электроснабжение дом полностью производится от солнечных батарей.

Такой функционал диктует схему построения:

• Источник энергии – солнечные панели.
• Накопитель (аккумулятор) – берет на себя питание потребителей, когда батареи не вырабатывают электроэнергию (например, в ночное время).
• Контроллер заряда аккумуляторов – устройств, управляющее зарядом накопителей и потребление энергии от фотопанелей.
• Инвертор, как и в предыдущем варианте, преобразующий постоянное напряжение в переменное.

Система работает следующим образом:

• При наличии освещения солнечные батареи вырабатывают энергию.
• Она поступает на вход контроллера, преобразующий ее параметры в нужные для заряда батарей. Аккумуляторы подключены к его выходу.
• К выходу контроллера и зажимам АКБ подключаются входные цепи инвертора. Он преобразует напряжение и подает питание в сеть дома (не путать с централизованной).

Таким образом, при включенных электроприборах они получают энергию непосредственно с солнечных панелей (через контроллер и инвертор), когда светит Солнце. Одновременно, если есть избыток мощности, заряжаются аккумуляторы. Когда солнечный источник не работает, АКБ отдают накопленную энергию (через инвертор) потребителям.

Однако за красивой картинкой обязательно скрываются «подводные камни»:

• Стоимость электростанции выходит весьма значительной.
• Если по каким-либо причинам наблюдается длительный перерыв в работе панелей (поверхность покрыта снегом в зимнее время, дождевые тучи на неделю закрыли Солнце и т.д.), запасенной в аккумуляторах энергии не хватит для работы потребителей.

Решить проблему поможет резервный источник электроэнергии. В вариантах полностью автономных систем его роль может выполнять ветро- или гидро-, дизельный или бензиновый генератор. При наличии сетевого ввода резервным источником выступит стационарная электросеть, а система превратиться в полуавтономную.

Полуавтономная (гибридная) система

Схема такой электростанции практически полностью повторяет предыдущую за единственным исключением – для заряда накопителей используется энергия не только от солнечных панелей, но и от сети. В этом случае контроллер, кроме управления зарядными процессами, получает дополнительную функцию.

В настройках контроллера можно задать приоритет источников:

• При выборе солнечных батарей работающие электроприборы будут, по возможности, запитаны от них, а от сети будут потребляться недостающая мощность и подзаряжаться аккумуляторы.
• При выборе сети до пороговой мощности будет работать стационарный источник, а дополнительную энергию обеспечат гелиопанели.

Монокристаллические

Такие батареи визуально выглядят как панели с сегментами глубокого черного цвета. Получили название за счет конструкции на основе монокристаллов кремния.

Самый существенный недостаток — строгая ориентировка оптических осей кристаллов, что требует точного позиционирования панелей для получения максимальной отдачи. По этой же причине монокристаллы не терпят затенения – генерация энергии значительно снижается.

В настоящий момент обладают самым высоким КПД преобразования – около 22%. При этом стоимость тоже наиболее высокая – порядка 0.9-1.1 доллара за 1 Вт генерируемой мощности.

Поликристаллические модули

Название такие батареи получили за счет размещения на подложке множества кремниевых кристаллов с хаотически ориентированными оптическими осями. Визуально такие модули отличаются синим цветом с «морозным» рисунком.

Естественно, такое расположение кристаллов вызвало потерю КПД преобразования – он находится на уроне 11-16%. Однако это же позволило увеличить эффективность работы при рассеянном свете, что в результате привело к созданию панелей, которые успешно конкурируют с монокристаллическими (при прочих равных, например, размерах) по мощности генерации. Более того, по цене они значительно выигрывают и обходятся в 0.7-0.9 доллара за 1 Вт.

Аморфные

Технология изготовления рабочего тела сходна с поликристаллическими, но в качестве основы выступает аморфный кремний (aSi). При КПД в пределах 8-11% отличаются высокой эффективностью работы в рассеянном свете, могут захватывать и инфракрасный диапазон. В результате обладают лучшей стоимостью – порядка 0.5-0.7 доллара за 1 Вт.

Кроме того, имеют солидное преимущество – гибкую основу. Это означает, что для монтажа не требуется жестких конструкций, материал легко клеится на поверхности любой формы.

Остальные

Модули, предлагаемые производителями, могут быть изготовлены и по другим технологиям:

• Микроморфные, отличаются высокой отдачей при рассеянном и инфракрасном излучении.
• Гибридные, использует несколько полупроводниковых материалов и обеспечивают высокий КПД преобразования (до 44%).
• Полимерные, гибкие с подложкой из полимерных материалов, абсолютные лидеры по стоимости.

Такие предложения следует тщательно изучать, некоторые из них могут оказаться намного выгоднее, чем лидирующие на рынке панели, выполненные по стандартным технологиям.

Вообще, монокристаллические панели можно рекомендовать для установки только жителям южных регионов. Остальным следует выбирать поликристаллы или панели по другим технологиям.

Мощность и количество

Определить, какое количество солнечных панелей необходимо, следует по средней и максимальной мощности потребления. Среднюю легко найти в счетах за электроэнергию – месячное потребление делится на количество дней в месяце. Максимальное находится суммированием мощностей всех имеющихся в доме электроприборов.

Кроме мощности потребителей необходимо учесть:

• Время работы солнечных батарей. Как правило, принимается равным 6 часам, соответственно, мощность генерации нужно кратно увеличить.
• Потери на преобразование при зарядке аккумуляторов и получении переменного напряжения на инверторе. С их учетом необходим запас по мощности не менее 30%.
• Пиковые токи. Например, при средней мощности стиральной машины 500 Вт при работе нагревателя может потребляться до 2 кВт. При пуске насосов или других двигателей, пусковые токи могут превосходить номинальные значения в 5-6 раз. Конечно, львиную долю примут на себя аккумуляторы, но запас модулей по току в 20-30% не помешает.
• Географию и погодные условия местности – коэффициент инсоляции. Найти его для зимнего и летнего времени можно в справочниках.

После расчета необходимой мощности генерации рассчитывается мощность, отдаваемая одной батареей:

Где:

• Кс – стандартный сезонный коэффициент, 0.5 для лета и 0.7 для зимы.
• Wn – мощность панели, заявленная производителем.
• Ki – коэффициент инсоляции, также берется для лета и зимы.

Рассчитанную необходимую мощность генерации делят на оба (летнее и зимнее) значения. Наибольшее из двух чисел будет минимальным количеством панелей, которые потребуются для электроснабжения дома.

Как правильно осуществить установку солнечных батарей

Поиск альтернативных источников электроэнергии возобновляемого типа – это цель многих предприятий. Частные домовладения также способны получать энергию от природных источников при этом, не внося регулярный платеж, так как в услугах централизованного поставщика они просто не будут нуждаться, их система является автономной. Установка солнечных батарей собственными руками на сегодня – не фантастика, а реальность.

Принцип работы

Чаще всего встречается солнечная панель, которая состоит их кремниевых пластин, на них нанесены:

1. На одну бор.
2. На вторую фосфор. На них возникают свободные электроны.

Когда солнечные лучи попадают на пластины, происходит движение частиц, что приводит к образованию электрического тока. Снимают этот ресурс, то есть проводят электропередачу полученной от природного источника тока, припаянными медными полосками. Если установить достаточно количество панелей, то их ресурс получится использовать для большинства бытовых приборов, освещения внутри дома и уличного.

Принцип работы солнечных батарей

Важно! Чем больше площадь пластин, тем больше энергии требуемого напряжения удается получить.

Если сказать проще, то принцип работы каждой батарейки состоит в преобразовании солнечного света (не тепла) в электрический постоянный ток. Уже с помощью преобразователя тока потребитель получает переменный вольтаж 220 для домашней сети. Полученный ресурс удастся использовать сразу или аккумулировать (накоплять) для будущих нужд.

Виды солнечных батарей

Современные панели на рынке представлены в трех вариантах: тонкопленочные, монокристаллические и поликристаллические.

Тонкопленочные

Их основа – это тонкие пленки. Монтировать их можно в любом месте. Изделия защищены от песка и пыли, поэтому панели можно использовать даже в неблагоприятных условиях. По цене тонкопленочные солнечные батареи доступны, но места для расположения требуют большего, чем другие виды.

Если в местности установки преимущественно облачная погода КПД их снижается на 20%. Хотя при этом включение приборов в 220 В и использование ресурса солнечных батарей остается возможным.

Монокристаллические

Формируют каждый отдельный элемент такого солнечного коллектора элементы-ячейки. Для улучшения изоляции после комплектования их заливают силиконом. Они монтируются на крыше, причем желательно на солнечной стороне. Если это сделать невозможно, то лучше приобрести другой вариант солнечной панели.

1. Легкость.
2. Компактность.
3. Гибкость.
4. Надежность в эксплуатации.
5. Длительный срок службы.
6. Монтаж удастся провести собственными руками.

Монокристаллическая и поликристаллическая батареи

Поликристаллические

В блоках поликристаллических батарей содержатся кристаллы, которые «смотрят» в разные стороны. За счет этого они способны улавливать даже рассеянный свет. Их чаще всего демонстрируют в рекламных материалах и на всевозможных тематических выставках.

Стоимость сравнительно невысокая, допускается монтаж в различных условиях.

Расчет необходимой мощности солнечных панелей

Первое, что требуется узнать – это среднее энергопотребление в доме за месяц. Помогут платежки за электроэнергию. Исходя из этого, определять, какой процент из общего количества киловатт можно заместить за счет альтернативной энергии.

Для расчета возьмем следующие исходные данные:

• Энергопотребление в месяц 300 кВт/час.
• Батарея мощностью 1 кВт выдает за год 1300 кВт/час. Это около 110 кВт/час в месяц.
• Одна батарея: мощность 250 Вт.

Летом панель выдаст свою номинальную мощность за 6 часов, при условии, что погода солнечная. Для полной компенсации потребуется установка 12 панелей по 250 Вт каждая. Если не получиться приобрести весь комплект, стоит установить хотя бы несколько.

Важно! Использование такой системы возможно для подачи энергии во все бытовые приборы. Часто монтируют для загородных домов.

Собрать самому или с помощью специалистов?

Ответить однозначно на этот вопрос нельзя, так как каждый потребитель исходит из собственных финансовых ресурсов и знаний. Перед тем как приступить к самостоятельному монтажу, требуется изучить теоретические материалы, просмотреть тематическое видео. Также лучше покупать комплект, в котором есть все необходимые элементы: панели, АКБ, инвертор, соединительная аппаратура.

Среди преимуществ монтажа своими руками:

1. Экономия денег – смета собственноручного монтажа меньше в 2–3 раза.
2. Получение опыта.

Но без недостатков не обходиться, ведь есть шанс ошибиться, как результат КПД системы падает. Многие производители не дают гарантию на батареи, если установка проводилась не сертифицированными специалистами.

Что касается обращения к профессионалам, то тут вопрос только в дополнительных затратах. Понести их придется, но в случае некорректной работы батарей, к ним же можно обращаться за устранением недостатков, причем это является гарантийным случаем. Работы проводятся бесплатно.

Где установить?

Чтобы использование системы было эффективным, требуется правильно выбрать место, где она будет устанавливаться. В основном – это кровля здания, металлочерепица, профнастил, шифер и т. д. При этом нужно учесть такие особенности:

• Затененность. Это важнейший момент, так как от того будут ли панели в тени других зданий, деревьев будет зависеть их продуктивность, а значит, и количество вырабатываемой электроэнергии. Монтаж в затененном месте может привести к ускоренному изнашиванию, то есть система просто не успеет окупиться.
• Ориентация. Правило – направить каждую панель в сторону солнца. На каждую должно попадать максимально возможное количество солнечных лучей.
• Уклон. Этот параметр зависит от региона проживания. Эксперты дают совет, что угол наклона должен равняться широте. Крепление подбирается такое, чтобы была возможность корректировать угол наклона, делать это нужно в зависимости от времени года: летом угол увеличивать, зимой – уменьшать.
• Доступность для обслуживания. В особом уходе солнечные батареи не нуждаются, но по мере эксплуатации в теплое время года на панелях образуется слой грязи и пыли, зимой снега. В результате происходит снижение продуктивности. Чтобы этого не допустить, требуется очищать от такого налета.

Монтаж солнечных панелей производится под углом

Важно! Батареи зачастую весят не очень много, поэтому значительного увеличения веса конструкции не будет.

Рекомендации по установке солнечных батарей в своем доме

Основная задача в том, чтобы панели давали необходимую эффективность – это правильность монтажа и расположения на крыше, ведь от этого зависит срок окупаемости и рентабельность использования. Устанавливать их нужно согласно представленной ниже инструкции.

Существующие варианты крепления

Методов установки несколько, среди самых распространенных:

1. На крыше индивидуального дома, если скат ее не более 40⁰. Зачастую монтируется специальная конструкция из профилей, желательно на кронштейнах, чтобы была возможность смены угла. Если скат крыши больше 30⁰ крепить можно прямо по кровельному материалу.
2. Если крыша плоская или имеет минимальный угол, потребуется каркас из металла с наклонной поверхностью. В таком случае модули будут размещены под нужным углом.
3. На стене. Подобный вариант практикуется редко. Чтобы элементы закрепить надежно, требуется создать рамную конструкцию, наклон согласно рекомендациям установки должен соблюдаться.
4. На столбах (фермах). В данном случае монтаж производится на штанге, к которой крепится рама и сами панели. Практикуется этот метод в местностях, где часто идет снег и каждый день взбираться на крышу для очистки проблематично.
5. На балконе/лоджии. Модуль вполне можно смонтировать для квартиры. В таком случае часть энергии будет компенсироваться в платежках. Оптимальный способ – на крыше балкона или с внешней стороны конструкции лоджии.

Пример крепления панелей на крыше дома

Этапы монтажных работ

Этапы работ зависят от типа выбранного монтажа, при этом важно соблюдать рекомендации по размещению солнечных батарей. Алгоритм при условии расположения на крыше:

• Монтаж профилей, которые будут объединять в одну систему все панели.
• Закрепление батарей с помощью болтов и их подсоединение.

Прежде чем реализовывать этот способ нужно убедиться, что кровля выдержит нагрузку профилей и панелей.

Если выбран вариант с расположением на наземных фермах, то этапы монтажа такие:

1. Поиск необходимой по габаритам фермы. Удобнее всего использовать алюминиевые уголки, профиля и собрать самостоятельно.
2. Сборка каркаса – это не будет сложной задачей, как конструктор для взрослых. Чаще всего их делают квадратной формы.
3. Далее, нужно определить место для установки фермы, опять же с учетом рекомендаций.
4. Закрепление конструкции в земле и последующий крепеж самих панелей.

Схема подключения

Схема подключения всей системы предельно простая, если иметь минимальные навыки работы с электроприборами. Панели между собой соединяются последовательно или параллельно в зависимости от нужного напряжения. При этом используется пайка элементов и тщательная их изоляция.

Что касается стандартной схемы, то она параллельная. Ее компоненты:

1. Солнечные панели, собранные в одно целое, подключаются к системе управления уровнем заряда/разряда аккумуляторов.
2. Последняя, в свою очередь, имеет подключения – АКБ и инвертор. В аккумуляторах происходит накопление энергии, когда система не потребляет энергию из батарей, происходит их зарядка.
3. Далее, от системы управления идет провод к инвертору, который и выдает напряжение 220 В на приборы в доме.
4. Если имеются приборы, потребление которых 12 В, то на них может идти подача тока прямо из батарей.

Важно! Прежде чем подключать, следует создать чертеж схемы, которую предстоит реализовать.

Вывод

Использование солнечных батарей – это альтернатива, которая с каждым днем заинтересовывает все большее количество потребителей. Процесс монтажа достаточно понятен и не требует огромных усилий, но многих отталкивает высокая цена системы.

Установка и монтаж солнечных батарей

• Применение солнечных панелей в частном доме
• Виды солнечных батарей
• Как установить солнечную батарею, в зависимости от ее типа
• Где и как установить солнечную панель
• Как правильно подключить электрическую часть
• Видео по теме

Знакомство с солнечными батареями (в промышленном исполнении) для человечества началось в момент освоения космоса. До этого многие десятилетия ученые проводили эксперименты с различными видами фотоэлементов, добиваясь более или менее значимых результатов. А солнечные панели космических станций представляли собой источники электроэнергии с вполне ощутимым коэффициентом полезного действия. Без них невозможно обеспечить длительное пребывание человека и аппаратуры в ближнем космосе.

Тем более что условия эксплуатации приближены к идеальным: солнце светит 24 часа в сутки и не возникает препятствия вроде пасмурной погоды. Монтаж солнечных батарей на космических аппаратах также не представляет технических сложностей (разумеется, с учетом специфики проведения работ в безвоздушном пространстве). Перемещение массивных элементов в условиях невесомости упрощается, требования к прочности несущих и крепежных элементов невысокие. К тому же, в безвоздушном пространстве отсутствуют ветер и осадки.

Установка бытовых солнечных панелей в домашних условиях и сложнее, и одновременно проще. В любом случае, потребуются определенные знания не только в электротехнике, но и в области строительства.

Применение солнечных панелей в частном доме

Идеи о чистой и бесплатной солнечной энергии активно пропагандируются уже несколько десятилетий. Особенно активна в этом плане перенаселенная Европа. Доводы адептов солнечной электроэнергетики следующие:

• солнце светит вечно, запасы его энергии никогда не иссякнут;
• в процессе эксплуатации такая энергия практически бесплатна;
• не наносится ущерб природе;
• и главный довод, эмоциональный: пользователи солнечной батареи пополняют ряды «зеленых» защитников планеты.

Противники подобных электростанций приводят свои аргументы:

• солнце светит только днем, и в хорошую погоду;
• бесплатность энергии сомнительна: дорогое оборудование, постоянное обслуживание, периодическая замена аккумуляторов;
• при производстве и утилизации компонентов солнечных электростанций наносится значительный ущерб природе;
• пользователи, попавшие под влияние рекламных лозунгов про чудесную и бесплатную энергию, часто жалеют о своем выборе, посчитав конечную стоимость владения.

Тем не менее, солнечные батареи в частном доме — это вполне распространенное явление.

Причин довольно много:

• кто-то хочет приобщиться к современному энергоэффективному образу жизни;
• стоимость технических условий подключения к электросети слишком высока для конкретной территории проживания;
• качество подаваемой энергии из электросети оставляет желать лучшего;
• нет возможности подключения в принципе (отдаленное от «цивилизации» домовладение).

За последние пару десятилетий, солнечные батареи для дома стали на порядок доступнее. Раньше, монтаж комплекта солнечных панелей выполнялся только комплексно, требовалась высокая квалификация специалистов. Это негативно сказывалось на стоимости.

Сегодня пользователям предлагается модульная конструкция. Компоненты универсальны и взаимозаменяемы, в ряде случаев можно исключить некоторые звенья конструкции, для удешевления системы. Установка солнечных батарей и остальных элементов может выполняться силами владельца дома, без привлечения дорогостоящих специалистов.

Виды солнечных батарей

Важно: речь пойдет именно о панелях, вырабатывающих электроэнергию. Солнечными батареями еще называют водонагревательные элементы, работающими от солнечного тепла. Это совершенно разные технологии, хотя панели выглядят похоже.

Вне зависимости от типа солнечной панели, система оснащается следующими элементами:

• Контроллер солнечной батареи: электронное устройство, управляющее режимами работы, отвечающее за безопасность подключения. Без него система работать не будет.
• Аккумулятор (или целая батарея аккумуляторов): является своеобразным буфером, обеспечивающим непрерывность подачи электроэнергии, например, ночью. Можно использовать солнечную электростанцию и без него.
• Преобразователь постоянного тока в переменный, одновременно повышающий напряжение до необходимых 220 вольт. Если у вас нет потребителей переменного тока, можно обойтись без этого прибора.

Определившись с составом домашней электростанции, выбираем, какую панель использовать. За исключением инновационных моделей, которые находятся на стадии разработки, для потребителя доступны три типа:

• Монокристаллические. Пластины «напиливаются» из единого кристалла кремния. Имеют высокий КПД (до 22 %), и длительный срок службы. Гарантия большинства производителей составляет минимум 25 лет. Практически не меняет характеристик во время всего срока службы. Относительно высокая стоимость в сравнение с аналогами. За счет высокого КПД требуется меньшая площадь покрытия: соответственно упрощается монтаж. Характерная форма ячеек — квадрат со скошенными углами.
• Поликристаллические. Кристаллы расположены хаотично, зато процесс выращивание существенно дешевле. КПД ниже, чем у монокристаллов: порядка 18 %. Хуже работают при слабой освещенности (пасмурная погода). Имеют высокую прочность, не подвержены влиянию перепадов температур. Производство недорогое, что благоприятно сказывается на конечной стоимости. Для получения аналогичной мощности, потребуется большая площадь батарей, в сравнение с монокристаллами. Пластины занимают всю площадь поверхности, без скосов и промежутков.Моно и поликристаллические панели устанавливаются только в готовых защитных блоках. Как правило, сборка производится на заводе.
• Аморфные тонкопленочные панели разработаны относительно недавно. Это искусственно выращенные гибкие конструкции, которые практически не имеют ограничений по способу монтажа. Главное преимущество этого типа — гибкость и возможность интеграции в отделочные элементы зданий. Внешне панели напоминают тонированное стекло, их можно устанавливать в качестве элементов декора.КПД довольно низкий, до 12 %, зато аморфные панели работают даже при слабой освещенности. Стоимость такая же, как у кристаллов, но для аналогичной мощности потребуется большая площадь покрытия. Прочность не зависит от температуры, не теряют эффективность при нагреве.

Как установить солнечную батарею, в зависимости от ее типа

Можно заключить договор со специализированной компанией, лучший вариант в этом случае — приобретение электростанции «под ключ». Поставщик несет полную ответственность за сам комплект, и возможные огрехи при установке. Вы разрываете порочный круг, когда при неисправности продавец оборудования отсылает к установщику, заявляя, что батарея подключена неправильно, а монтажники сетуют на низкое качество комплекта.

Однако в этом случае стоимость возрастает практически вдвое: за высотные работы на крыше приходится платить.

Как установить солнечные батареи правильно и недорого? Своими руками, с соблюдением элементарной технологии.

• Монтаж моно- и поликристаллических панелей производится по одной системе. Это готовые модули в плоском корпусе, которые монтируются на стандартные крепежные элементы.
• Для установки гибких аморфных элементов особого оборудования не требуется: их можно крепить непосредственно на ограждающие конструкции зданий, или на закрепленные плоские панели типа фанеры или ОСП.

Где и как установить солнечную панель

Первое правило — это ориентация плоскости относительно солнца. Идеальный вариант, когда панель перпендикулярна направлению на «светило». В промышленных электростанциях применяются механизированные поворотные платформы, управляемые специальным контроллером. Угол наклона и поворот постоянно меняется, вслед за движением солнца. На своем приусадебном участке реализовать такую систему довольно сложно.

• Монтаж солнечных батарей на крыше — самое популярное решение. Нет препятствий для солнечных лучей, экономится пространство на участке (вы не занимаете территорию дополнительной конструкцией). Недостаток — требуются высотные работы, и усложняется обслуживание. Кроме того, при неправильном креплении можно нарушить герметичность кровли: вы получите протечки. В некоторых случаях нарушается эстетика: если для поддержания правильного угла наклона установлена дополнительная поддерживающая конструкция.Часто для монтажа панелей используется крыша подсобного помещения: гараж, сарай, баня. Установка проще, по причине небольшой высоты. Однако и площадь покрытия у таких сооружений меньше.
• Установка на каркас. Монтаж производится практически на нулевой отметке грунта, поэтому перед панелями не должно быть никаких препятствий, создающих тень. Это ограничивает использование территории на участке. Кроме того, сама конструкция занимает определенную площадь, которой также придется пожертвовать.Преимущество способа — монтаж на уровне земли, никаких высотных работ. Можно вручную менять ориентацию плоскости в любой момент. Сопутствующее оборудование располагается в непосредственной близости, меньше длина протянутого кабеля. Именно такой способ чаще всего выбирают домашние мастера, если не хочется связываться с работами на крыше.

Как правильно подключить электрическую часть

В зависимости от вашей взаимосвязи с местной энергоснабжающей организацией, существует три основных способа подключения солнечной электростанции:

• Автономный, когда к вашему дому невозможно (или просто нет желания) протянуть линию электропередач. В этом случае во время светового дня, солнечные панели накапливают энергию в аккумуляторах, а в темное время суток наступает пик потребления. Обязательно использование качественных и дорогих аккумуляторных батарей, и надежного зарядного устройства. Поскольку энергоснабжение вашего объекта напрямую зависит от количества «солнце-часов», не лишним будет подстраховаться ветровой электростанцией. Начальное вложение средств достаточно велико, зато вы навсегда забудете о счетах за электроэнергию.
• Резервный, когда вы одновременно пользуетесь и местной энергосистемой, и собственной солнечной электростанцией. Какой источник считать основным, а какой резервным — зависит от емкости аккумуляторов и мощности ваших солнечных панелей. Оптимальный алгоритм использования — днем 100 % загрузка солнечных панелей, потребление из сети стремится к нулю. Ночью, когда тариф ниже, можно подпитываться от городской энергосистемы. При таком подключении вы не зависите от капризов погоды и аварий в местной электросети. Есть возможность проводить обслуживание солнечной электростанции без перерыва в энергоснабжении дома. Неплохой вариант для дачи или СНТ, где качество снабжения электроэнергией ниже плинтуса.
• Комбинированное (последовательное) подключение солнечных панелей.Такой способ предполагает не только два источника снабжения электричеством: собственная солнечная станция и местная энергосеть, но и возможность производить избыток электричества для продажи.В зависимости от местного законодательства, есть способы продажи избытков энергии снабжающим организациям. В этом случае устанавливается специальный счетчик энергии, и заключается соответствующий договор. При формировании избыточных мощностей, они перетекают в местную электросеть, возвращая вам затраты на электростанцию. Однако этот путь требует не только технического, но и грамотного юридического сопровождения.

Видео по теме

Схемы и способы подключения солнечных батарей: как правильно провести монтаж солнечной панели

Альтернативный источник энергии на базе солнечных батарей – отличный вариант для организации независимого энергоснабжения. Он обеспечит высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать технические компоненты и произвести монтаж. Сделать это может каждый, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы расскажем, как сооружается производительная система, перерабатывающая “зеленую энергию” в электричество, необходимое для питания бытового оборудования.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементах, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Основными конструктивными элементами системы выступают:

• Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
• Аккумулятор – химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
• Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
• Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
• Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
• Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

• на крыше загородного коттеджа;
• на балконе многоквартирного дома;
• на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

Источник: gk-rosenergo.ru