Солнечные батареи для частного дома: принцип работы и правила выбора

Солнечные батареи для частного дома: принцип работы и правила выбора

Солнечные батареи для частного дома считаются эффективным источником электроэнергии при подходящих условиях. Естественно, возникает ряд вопросов, но главным из их для домовладельцев является один – какие выбрать солнечные батареи на крышу частного дома, чтобы они действительно приносили пользу в хозяйстве, обеспечивали освещение, горячую воду и обогрев дома.

Принцип работы

Рассмотрим полупроводники с разным сопротивлением, которые находятся в контакте. Если воздействовать на них потоком света, то в полупроводниках начинают высвобождаться свободные электроны, причем их количества достаточно для получения электрического тока. Это известный принцип работы фотоэлемента. Десятки таких элементов в совокупности образуют фотоэлектрический модуль или панель. В зависимости от требований, которым он должен удовлетворять, элементы соединяют в параллельную или последовательную цепь. От требований зависит также площадь модуля : она может исчисляться и парой квадратных метров, и парой квадратных сантиметров.

Солнечные батареи для частного дома используют полупроводники с содержанием кремния. Характеристики фотоэлектрического коллектора зависят от того, в каком виде представлен этот химический элемент. Различают модули следующих типов:

  • Тонкопленочные. Батареи из аморфного кремния представляют собой натянутые пленки. Они очень удобны в использовании, не боятся пыли и неблагоприятных условий. Правда, в облачную погоду их КПД понижается примерно на 20%. Модули этого типа относительно недорогие, однако, для их монтажа необходима большая площадь.
  • Монокристаллические. Батареи компонуют из индивидуальных ячеек. Они нашли широкое применение в судоходстве, поскольку максимально защищены от воздействия влаги слоем силикона. Их также используют на кровле, однако, следует помнить, что эти модули малоэффективны при рассеянном свете. Батареи отличаются компактными размерами, относительно небольшим весом, простотой монтажа.
  • Поликристаллические. В отличие от ячеек монокристаллического модуля, кристаллы здесь разнонаправлены. Поэтому менее зависимы от прямого освещения. Эти панели синего цвета, хоть и ненамного, но дешевле монокристаллических. После их установки не только обеспечивается освещение частного дома от солнечных батарей, но в ряде случаев и улиц.

Какие выбрать панели

Прежде всего необходимо определиться с типом панелей.

    • Для небольших площадей больше подойдут монокристаллические модули. Во-первых, у них самый высокий КПД, во-вторых, при одинаковой мощности с поликристаллическими они занимают значительно меньше места.

Солнечный модуль из монокристаллического кремния достаточно просто узнать по черным псевдоквадратам, из которых он состоит.

  • Для установки на больших площадях предпочтение нужно отдать поликристаллическим панелям, поскольку купить их можно за меньшую стоимость и, благодаря разной ориентации кристаллов кремния, их работа в пасмурную погоду более эффективна. Внешне они представляют собой правильные квадраты запоминающегося оттенка синего цвета.
  • Для нетрадиционных крыш, к примеру, изогнутых или поликарбонатных рекомендованы тонкопленочные гибкие варианты. Для установки модулей не нужны дополнительные металлоконструкции, их просто клеят на поверхность. К тому же подобные системы очень эффективны в условиях рассеянного света. Если вы живете в регионе, где солнечная погода – большая редкость, специалисты рекомендуют именно эти батареи.
  • Сегодня строительный рынок предлагает инновационные солнечные батареи, которые работают на основе микроморфного кремния. Благодаря расширению рабочей части спектра, суммарная выработка за год превышает результаты классических вариантов. Кроме того, к ним не предъявляется особых требований при установке, касающихся угла наклона и размещению относительно сторон света. И, наконец, они более доступны по стоимости, поскольку технология производства предполагает использование меньшего количества кремния.

Сколько стоят солнечные батареи для частного дома

В таблице приведены усредненные цены на солнечные модули для домов и дач в порядке возрастания.

Сколько нужно

Определимся с мощностью модуля. Для начала любым доступным способом необходимо посчитать, сколько электроэнергии в среднем потребляется в вашем доме. Для этих целей вполне подойдут счета за электроэнергию. Далее, нужно определить, какую часть этого количества вы собираетесь скомпенсировать за счет альтернативного источника энергии.

Предположим среднемесячный расход составляет 300 киловатт-час, это 10 киловатт-час в день или 3600 – в час. В солнечный летний день батарея способна вырабатывать номинальную мощность в течение шести часов в сутки: если это модуль в 250 Вт, то его суточная мощность составляет 1500 ватт-час, конечно, при условии солнечной погоды. Тогда при установке 3 кВт модулей, то есть 12 штук по 250 ватт, можно полностью компенсировать расход.

Автономное электроснабжение частного дома на солнечных батареях зависит от ряда факторов. Помимо их количества на производимую мощность существенное влияние оказывает интенсивность солнечных лучей и угол их падения. Иначе говоря, производительность панели определяется местом ее расположения, географической широтой, временем года и суток.

Отзывы домовладельцев в регионах, где много солнца даже зимой, подтверждают, что благодаря альтернативному источнику, они значительно меньше потребляют энергию из городской электросети.

Как установить своими руками

Прежде всего нужно определиться с местом размещения установки. От этого зависит эффективность работы батареи, их КПД.

Оптимальным считается южный скат крыши. Как правило, установленный элемент и направление луча должны составлять 40-60°, хотя более предпочтительным является вариант, допускающий регулировку.

Читайте также:
Стянуть половые доски

Рекомендации по установке

  • Между модулем и крышей необходимо оставлять вентзазор. Он необходим для рассеивания избыточного тепла с нижней стороны устройства.
  • Крепеж выполняют либо при помощи прижимных фиксаторов, либо болтов, для которых на нижнем крае рамы предусмотрены отверстия. Крепежные элементы должны иметь антикоррозийное покрытие.

Корпус конструкции категорически нельзя сверлить или дорабатывать другим способом. Любая подобная «самодеятельность» чревата прекращением гарантии.

  • Солнечную панель подключают согласно инструкции производителя, не нарушая правил электробезопасности. Для монтажа используют одножильные провода из меди с минимальным сечением в 4 кв. мм. Если провода неустойчивы к УФ-излучению, то их необходимо прятать в гофр для наружных работ.
  • Для подключения используют специальные коннекторы МС4. На устройствах имеются все необходимые разъемы. Перед его включением систему проверяют на соответствие данным, указанным в паспорте.

Если напряжение при холостом ходе системы не соответствует указаниям в паспорте, значит установка выполнена неверно.

И еще одно замечание: максимальный ампераж и напряжение гарнитуры батарей не должен быть больше параметров дополнительных электроприборов: контроллера и преобразователя.

Как работают солнечные батареи: принцип, устройство, материалы

Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.

Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.

Немного истории

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

Принцип работы

Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.

Устройство

Конструкция солнечной батареи очень проста.

Основу конструкции устройства составляют:

  • корпус панели;
  • блоки преобразования;
  • аккумуляторы;
  • дополнительные устройства.

Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.

Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.

От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.

Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.

Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.

Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.

Как подключается

Как было сказано раньше, устройство солнечной батареи достаточно сложное. Правильная схема солнечной батареи поможет добиться максимальной эффективности. Подключать блоки преобразователей необходимо при помощи параллельно-последовательного способа, что позволит получить оптимальную мощность и максимально эффективное напряжение в электрической сети.

Читайте также:
Что такое герконовый датчик и где он применяется?

Разновидности солнечных батарей

Существует несколько разновидностей фотоэлементов для солнечных батарей, которые отличаются между собой строением кристаллов кремния.

Выделяют три вида фотоэлементов:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные.

Первый вид панелей является более дешевым, но менее эффективным, поскольку, если кремний нанесен поликристаллическим способом, то электроны не могут двигаться прямолинейно.

Монокристаллические фотоэлементы отличаются максимальным КПД, который достигает 25 %. Стоимость таких батарей выше, но для получения 1 киловатта нужна существенно меньшая площадь фотоэлементов, чем при использовании поликристаллических панелей.

Из аморфного кремния изготавливают гибкие фотоэлементы, но их КПД самый низкий и составляет 4-6 %.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества солнечных батарей:

  • солнечная энергия абсолютно бесплатная;
  • позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
  • быстро окупаются;
  • простая установка и принцип работы.

  • большая стоимость;
  • для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
  • эффективность существенно падает в облачную погоду.

Как добиться максимальной эффективности

При покупке солнечных батарей для дома очень важно подобрать конструкцию, которая сможет обеспечить жилище электроэнергией достаточной мощности. Считается, что эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду составляет приблизительно 40 Вт на 1 квадратный метр за час. В действительности, в облачную погоду мощность света на уровне земли составляет приблизительно 200 Вт на квадратный метр, но 40 % солнечного света – это инфракрасное излучение, к которому солнечные батареи не восприимчивы. Также стоит учитывать, что КПД батареи редко превышает 25 %.

Иногда энергия от интенсивного солнечного света может достигать 500 Вт на квадратный метр, но при расчетах стоит учитывать минимальные показатели, что позволит сделать систему автономного электроснабжения бесперебойной.

Каждый день солнце светит в среднем по 9 часов, если брать среднегодовой показатель. За один день квадратный метр поверхности преобразователя способен выработать 1 киловатт электроэнергии. Если за сутки жильцами дома израсходуется приблизительно 20 киловатт электроэнергии, то минимальная площадь солнечных панелей должна составлять приблизительно 40 квадратных метров.

Однако, такой показатель потребления электроэнергии на практике встречается редко. Как правило, жильцы израсходуют до 10 кВТ в сутки.

Если говорить о том, работают ли солнечные батареи зимой, то стоит помнить, что в данную пору года сильно снижается длительность светового дня, но, если обеспечить систему мощными аккумуляторами, то получаемой за день энергии должно быть достаточно с учетом наличия резервного аккумулятора.

При подборе солнечной батареи очень важно обращать внимание на емкость аккумуляторов. Если нужны солнечные батареи работающие ночью, то емкость резервного аккумулятора играет ключевую роль. Также устройство должно отличаться стойкостью к частой перезарядке.

Несмотря на тот факт, что стоимость установки солнечных батарей может превысить 1 миллион рублей, затраты окупятся уже в течении нескольких лет, поскольку энергия солнца абсолютно бесплатна.

Видео

Как устроена солнечная батарея, расскажет наше видео.

Солнечные батареи для частного дома: их назначение, монтаж и характеристики

В настоящее время, солнечные батареи активно применяются как в промышленной сфере, так и частных домах. Ведь они способны частично или в полной мере заменить стандартный источник питания. Но, чтобы перейти на это оборудование, вам необходимо знать их назначение и основные характеристики. Так как, солнечные батареи имеют разную мощность и соответственно отличаются по стоимости.

Назначение солнечных батарей

Преобразование исходящей энергии от солнца в электрический ток, является основным назначением солнечных батарей. Уже довольно долгие годы, они используются в качестве основного или вспомогательного источника питания для загородных домов, освещения уличной территории или хозяйственных построек.

Но, учитывая относительно высокую стоимость солнечных батарей, в России их в основном применяют в нескольких случаях:

  • На не электрифицированных участках, солнечные батареи для частного дома будут оптимальным решением. Использование генераторов на жидком топливе иногда может обойтись дороже солнечных батарей.
  • В местах где происходят частые перебои с электроэнергией. Особенно это характерно для отдалённых сельских территорий. Если у вас большое тепличное хозяйство, то солнечные батареи будут отличным вариантом для их обогрева и поддержания нужной температуры.
  • Освещение придомовой территории. Накопленную солнечную энергию в дневное время, можно полноценно использовать для освещения уличной местности.

Разобрав основное назначение солнечных батарей, нельзя не упомянуть о принципе их работы.

Принцип работы солнечной батареи

Принцип солнечной батареи довольно прост. Падающие лучи солнца на кремниевые пластины, приводят в движение электроны, которые своими действиями производят заряд внутренних слоёв. Затем вступает в действие инвертор, он же преобразователь тока из постоянного в переменный, что необходимо для работы всех бытовых приборов. Более подробный принцип работы солнечной батареи можно узнать в нашем видео.

Работа солнечной батареи (видео)

Срок службы солнечной батареи

Все кто устанавливает солнечные батареи для частного дома, в первую очередь берут во внимание срок их службы. Конечно, точной цифр не существует, но как показывает практика, минимальный эксплуатационный период составляет 20 лет. При условии, что будут соблюдаться правила эксплуатации:

  • Важно не допускать повреждение наружных панелей. Ведь все сколы, трещины, царапины ведут к потере герметичности всей солнечной батареи. Вследствие чего, проникновение влаги в корпус может спровоцировать короткое замыкание.
  • Проводить сезонное обслуживание солнечной батареи, а именно держать в чистоте внешние панели. Это дело лучше доверить специалистам, так как при неправильном обслуживании поверхность легко повредить.
  • Вокруг солнечных батарей рекомендуется установить ветрозащитное сооружение, а саму поверхность защитить специальной ламинирующей плёнкой.
Читайте также:
Хлебница из фанеры: инструкция как сделать своими руками, особенности изделий, чертежи

Срок службы солнечной батареи будет соответствовать заявленному и даже выше, если как минимум, вышеперечисленные правила эксплуатации будут неукоснительно соблюдаться.

Солнечные батареи для частного дома: характеристики

Для частного дома, оптимальным вариантом будут солнечные батареи выполненные на основе кремния. Конечно, есть и другие виды, изготовленные из редких дорогих материалов с более хорошими характеристиками. Но они практически не используются в бытовой сфере, из-за высокой стоимостью и длительным сроком окупаемости. Поэтому их затрагивать мы сегодня не будем.

Монокристаллические солнечные батареи

Монокристаллические солнечные батареи отличаются тёмно-синим цветом внешней поверхности. Этот оттенок достигнут за счёт использования в основе высококачественного и чистого кремния.

Монокристаллические солнечные батареи для частного дома, обладают рядом положительных характеристик:

  • В первую очередь это высокий КПД с показателем 20-25%.
  • Во вторых, панели имеют не большие размеры с относительно высокой мощностью. Если сравнивать с поликристаллическими солнечными батареями.
  • Заявленный срок службы таких изделий не меньше 30 лет, при соблюдении правил эксплуатации.

Недостатков здесь не так и много, но их стоит упомянуть:

  • В первую очередь, это высокая стоимость монокристаллических солнечных батарей и соответственно длительный период окупаемости.
  • Повышенная чувствительность к пыли. Загрязнённая поверхность не принимает, а рассеивает свет по сторонам, соответственно показатель КПД существенно снижается.

Завышенная стоимость монокристаллических солнечных батарей, объясняется уникальным расположением элементов кремния. Кристаллы расположены под определённым углом и соответственно могут принимать солнечные лучи только перпендикулярного направления относительно поверхности батареи. Поэтому монокристаллические батареи поставляются с дополнительным оборудованием, которое автоматически регулирует угол наклона панелей в течение дня.

Из-за сложной конструкции и необходимости в постоянно прямом солнечном свете, монокристаллические батареи устанавливаются на открытой или высокой местности.

Поликристаллические солнечные батареи

Поликристаллические солнечные батареи отличаются неравномерным синим оттенком из-за использования кремния среднего качества. В данном случае кристаллы располагаются под разным углом, соответственно КПД поликристаллических солнечных батарей ниже чем у монокристаллических.

Так же стоит отметить преимущества поликристаллических солнечных батарей:

  • В первую очередь это высокий КПД при рассеянных солнечных лучах.
  • Возможность монтажа на любую плоскую поверхность без дополнительного поворотного механизма.
  • Относительно не высокая стоимость, по сравнению с предыдущим вариантом.
  • Довольно продолжительный период эксплуатации, не меньше 15 лет.

Давайте вместе рассмотрим недостатки поликристаллических солнечных батарей для частного дома:

  • Не высокий уровень КПД, максимум 15%.
  • Довольно объёмные и тяжёлые панели с довольно не высокой мощностью.

Если проанализировать российский рынок, то поликристаллические солнечные батареи завоевали большую популярность. Скорей всего это обусловлено простотой конструкции и не высокой стоимостью.

Аморфные солнечные батареи

Аморфные солнечные батареи отличаются от предыдущих моделей как по составу так и методу изготовления. В данном варианте кремнии наносится на поверхность панелей тонким сплошным слоем и покрывается защитной плёнкой. Такой способ изготовления мало затратный и соответственно уровень эффективности довольно низкий. Уровень КПД у данных моделей не превышает 10%.

Единственное преимущество аморфных солнечных батарей, в том что они изготавливаются и на гибком основании тоже. Что позволяет их устанавливать на кровлю сложной формы. Но такие варианты на сегодня стоят довольно дорого при не высокой мощности.

Как рассчитать мощность солнечных батарей необходимую для частного дома

Чтобы электроснабжение в частном доме было бесперебойным, а проживание комфортным, необходимо грамотно рассчитать необходимую мощность для вашей солнечной батареи. Для этого рекомендую посмотреть данное видео.

Мощность солнечной батареи, как самостоятельно рассчитать(видео)

Монтаж солнечных батарей своими руками

Монтаж солнечных батарей своими руками можно условно разбить на несколько взаимосвязанных между собой этапов. Давайте в этом подробно разберёмся.

Этап проектирования

На этом этапе вам необходимо определиться с местом установки солнечных панелей и вспомогательного оборудования. Ведь, если вы хотите выполнить монтаж собственной электростанции, для получения электроэнергии в 220 В, вам следует приобрести помимо солнечных батарей, следующие комплектующие:

  • Аккумуляторная батарея хранит электроэнергию переданную от солнечной батареи, для дальнейшего использования в ночное время. Следовательно, ёмкость аккумулятора должна быть с существенным запасом, чтобы обеспечить бесперебойную поставку электроэнергии в пасмурную погоду.
  • Контроллер заряда перераспределяет электроэнергию от солнечной батареи к аккумулятору. После того как он заполнится, энергия автоматически поступает во внешнюю сеть.
  • Инвертор необходим для преобразования электрического тока из постоянного в переменный.
  • Соединительная проводкадля подключения оборудования между собой.

Создав подробный план расположения всех элементов, можно плавно переходить к следующему этапу монтажа солнечных батарей своими руками.

Монтаж каркаса под солнечную батарею

Не зависимо, какое место было выбрано под монтаж солнечной батарей, каркас будет важным элементом в данном проекте. Как правило, он изготавливается из прочных и долговечных материалов (металлических уголков и профилей) и устанавливается на крушу дома. Между кровлей и солнечной батареей, необходимо оставить вентиляционный зазор не меньше 20 см.

Читайте также:
Чем разломать фундамент

Монтаж солнечной батареи

Монтаж солнечных батарей, не требует наличие каких то специальных навыков и требований. Достаточно надёжно закрепить панели в каркасе, а затем подключить вспомогательное оборудование.

Необходимо учесть один фактор. Как правило, расположение солнца в зимний период значительно отличается от летнего. Поэтому, каркас рекомендуется изготовить с функцией регулировки наклона.

Солнечные батареи для частного дома. Как выбрать? Что учесть? на сайте Недвио

  • Недвижимость
  • Строительство
  • Ремонт
  • Участок и Сад
  • О загородной жизни
  • Вопросы-Ответы
    • Интерактивная кадастровая карта
    • О проекте Недвио
    • Реклама на Nedvio.com

Отопление домов и их электрификация за счет солнечной энергии с каждым годом становится все более популярной технологией в мире. Все потому что, во-первых солнечные лучи — это экологически чистый источник энергии, а во-вторых, солнце светит над нами каждый день — такое «природное топливо» для владельца дома бесплатно и неиссякаемо.

Конечно, противники альтернативных источников нам тут сразу же возразят — все это не будет работать в России, солнечные панели и все подобное оборудование стоят дорого и никогда не окупятся. На самом деле это не совсем так. И в сегодняшней статье мы расскажем об особенностях солнечных батарей и о том, как их правильно выбрать, чтобы затея с таким отоплением получилась выгодной.

Что можно получить от солнечных батарей?

Обеспечить свой дом теплом и горячей водой бесплатно, только за счет солнечной энергии — сценарий возможный, однако нужно понимать, что это не круглогодичное решение.

Дело в том, что на нашей широте наблюдается неравномерное распределение солнечного света в течение года. В России мы можем наслаждаться прекрасным солнцем только в течение нескольких летних месяцев. В свою очередь, с осени до начала весны лучам приходится пробиваться сквозь густые облака. Следовательно, использование солнечной энергии в этот период ограничено.

По этой причине солнечные батареи могут полностью удовлетворить задачу обогрева дома только в летние месяцы. В оставшиеся месяцы они лишь незначительно будут поддерживать тепло в доме.

В любом случае, установив такую систему на крыше, в течение 5-7 месяцев в году мы сможем бесплатно пользоваться горячей водой, что, безусловно, станет значительным облегчением для семейного бюджета, не говоря уже об охране окружающей среды.

Как работают солнечные батареи для частного дома?

Принцип работы солнечных батарей довольно прост. Солнце нагревается поглотителем в коллекторе, который поглощает солнечное излучение и преобразует его в тепло. В дальнейшем теплоноситель, нагретый в абсорбере (чаще всего вода или антифриз), попадает в бак технической воды и отдает тепло воде.

На рынке представлены коллекторы двух типов: плоские и вакуумные. Первые выглядят как темная простыня. Сверху у них высокопрочное стекло, а с других сторон — изоляционная минеральная вата. Вакуумный коллектор, в свою очередь, состоит из вакуумных трубок, расположенных параллельно друг другу. Здесь поглотитель разделен на полосы, помещенные в трубы.

Плоские модели стоят дешевле, но в холодные месяцы теряют много тепла. Вакуумные насосы лучше изолируют тепло, когда на улице холодно. Однако они более дорогие и более сложные. Тем не менее, именно они более популярны в России, поскольку за более высокую стоимость можно ожидать, что в неблагоприятных погодных условиях они будут давать больше тепла, чем плоские коллекторы.

Кроме того, производители вакуумных коллекторов различают напорные и безнапорные модели. В первом случае вода в резервуаре находится под постоянным давлением. Благодаря этому давление горячей воды, подаваемой в краны, такое же, как и в системе водоснабжения, а коллектор может располагаться в любом солнечном месте. Напротив, в безнапорных коллекторах давление в баке отсутствует. Вода стекает из резервуара под действием силы тяжести. Такие коллекторы стоит размещать на крыше.

Как выбрать солнечные батареи для частного дома?

При выборе подходящих батарей учитывайте вместимость резервуара для воды. Слишком маленький бак не сможет летом получать все тепло от батарей. С другой стороны, в слишком большом баке вода никогда не будет достаточно горячей, и ее придется повторно нагревать.

Для семьи из четырех человек мы рекомендуем использовать резервуары емкостью около 300 л. Для нагрева такого количества воды достаточно 2 или 3 коллектора площадью около 2 кв. м.

Что касаемо выбора самих солнечных панелей, то их можно разделить на три категории по эффективности:

  • Высокоэффективные (SunPower);
  • Панели со средней эффективностью (REC, QCells, LONGi);
  • Бюджетные (полностью поликристаллические модели).

Неэффективность панели вовсе не означает, что она не сможет вырабатывать энергию. Это значит ее более низкую мощность, то есть вам понадобится больше панелей, чтобы получить такой же эффект как у более мощных моделей.

Следует знать, что с увеличением производительности качество изготовления (выражаемое, например, в сроках гарантии на продукт) также увеличивается, но и цена панелей также растет. Так как:

  1. Средние и неэффективные фотоэлементы используются в наземных установках, потому что это более выгодно, площадь поверхности не является таким ограничением, и если что-то сломается, то легко заменить;
  2. На крышах используются очень эффективные и качественные, среднеэффективные панели, потому что обычно ограничивается поверхность, установка каждой панели стоит дороже, а если что-то сломается, заменить сложнее.
Читайте также:
Спецтехника для склада

Однако все это лишь общие рекомендации, и все зависит от ситуации и затрат.

Мощность панели определяет, сколько электроэнергии будет производить данная панель (в условиях тестирования), однако ее производительность (или, лучше сказать, эффективность) определяет степень, в которой данная панель преобразует солнечное излучение в электричество.

Обратите внимание, мощность зависит от размера панели, а КПД — нет. Необходимо различать эти две концепции, чтобы можно было хорошо сравнить несколько панелей.

Какие солнечные панели наиболее мощные, эффективные?

Панели Bruk-bet имеют самую высокую мощность, но самую низкую эффективность. Преимущество в мощности просто связано с большим количеством ячеек.

Очень хороши солнечные панели REC и Sharp, хотя первые больше по размерам и тяжелее. Размер панелей важен в том смысле, что пространство на крыше обычно ограничено.

Что касаемо надежности. Солнечные батареи — это устройства, настолько простые по своей конструкции, что они не сломаются без внешнего вмешательства. Исключение составляют изделия, которые перестанут работать из-за производственных дефектов. Однако это, как правило, самые дешевые панели китайского производства.

Тем не менее, товар может быть поврежден при транспортировке. С этой точки зрения важно кто продавец панелей, как выглядит гарантийное и послегарантийное обслуживание. Каждый производитель и каждый поставщик должен определять строгие условия гарантии, и они обычно схожи. Поэтому при покупке солнечных батарей следует обязательно обращать внимание на гарантию.

Лучшие производители солнечных батарей для частного дома

Обратите внимание на следующие бренды производителей солнечных панелей:

  • QCells;
  • REC;
  • Jinko;
  • LG Solar;
  • LONGi;
  • Panasonic;
  • Sunport;
  • Ja Solar;
  • Seraphim;
  • Sharp;
  • SunPower.

Давайте теперь рассмотрим особенности лучших, на наш взгляд, моделей.

Панели Saronic 300 Вт — точность и долговечность

Первое предложение — это полноценная полнофункциональная фотоэлектрическая электростанция от немецкого производителя — Saronic. Эта компания сегодня является лидером в нише производства солнечных панелей. Продукция также имеет все сертификаты качества, в соответствии со стандартами системы менеджмента качества ISO 9001 и 140001.

Солнечные панели Saronic можно легко адаптировать к потребностям любого частного дома после предварительного контакта с поставщиком. В исходный набор входят поликристаллические модули мощностью 280 Вт или 300 Вт, либо максимально мощные — в 360 Вт.

Помимо панелей, в комплект входят:

  • 3-фазный инвертор Fronius и Huawei;
  • разрядники постоянного / переменного тока;
  • заземление установки и другие элементы защиты, необходимые для установки.

Максимальная мощность этих панелей для частного дома составляет 300 Вт с допустимым положительным отклонением выходной мощности до 5%!

Что это значит на практике? У каждой солнечной панели есть колебания производительности. Панели лучших производителей колеблются только в положительных значениях, что означает, например, что допуск мощности 5% означает, что вместо максимальных 300 Вт система может работать до 105% от значения мощности, то есть 315 Вт.

Панели Sunpal 290W — низкая цена, устойчивость к плохим погодным условиям

Вторыми в нашем списке являются панели для частного дома Sunpal. Они предназначены для менее требовательных к производительности домовладельцев, поскольку их пиковая мощность достигает 295 Вт.

КПД модуля Sunpal составляет всего 18%, однако это компенсируется очень низкой ценой. Отдельную панель можно купить всего за 45.000 руб., что по сравнению с некоторыми предложениями на рынке составляет всего четверть цены!

Солнечные панели MaySun Solar 315 Вт — идеально подходят для российского климата

Это панели, импортированные непосредственно из Дубая из новейшей технологической линии Crystalline Silicon. Это обозначение свидетельствует о том, что они идеально адаптированы к климату России.

Это оборудование достигает максимальной мощности 315 Вт. По заверениям производителя, благодаря закаленному, усиленному защитному стеклу, эти панели намного более устойчивы к любым погодным изменениям, таким как снег, дождь и даже град. Оборудование также более устойчиво к деформации, вызванной неожиданными перепадами температуры.

КПД самого модуля в тестовых условиях составляет около 19%, при этом потери мощности после первого года оцениваются в 3%, а после двух — 0,7%, что является довольно значительной потерей по сравнению с конкурентами. Стоит отметить, что коэффициент полезного действия при температурах выше тестовых составляет менее -0,38%. А это значит, что эффективность оборудования не так сильно падает в жаркие дни, но этот коэффициент мог бы быть лучше.

Одним из недостатков, которые мы видим в этой модели, является тот факт, что допуск выходной мощности составляет всего +3%, в то время как аналогичные модели в среднем дают +5% от значения. Однако мы считаем, что из-за стольких положительных сторон этих панелей это небольшое неудобство не должно повлиять на решение о покупке.

Читайте также:
Укладка плитки на откосы при помощи шаблона

Exiom — солнечные модули из Испании

Монокристаллические фотоэлектрические модули мощностью 330-340 Вт, изготовленные по технологии PERC. В этой модели 60 ячеек размером 158,75 x 158,75 мм были соединены 5 шинами (токопроводящими дорожками).

Качественное самоочищающееся стекло панелей Exiom идеально подходит для российских условий. Модули соответствуют рыночным стандартам по статической нагрузке и ударопрочности от града диаметром 25 мм. Гарантия на продукт составляет 20 лет, а гарантия на мощность — 30 лет.

Seraphim Blade — солнечные модули из Китая

Это монокристаллические фотоэлектрические модули мощностью 315 Вт, произведенные по технологии Full Blue или Full Black.

Особенность этих панелей для выработки энергии от Солнца заключается в инновационной технологии половинной резки — когда стандартный фотоэлемент разрезается лазером на две части. Такое разделение повышает устойчивость к повреждениям и снижает негативное влияние частичного затемнения модуля.

Гарантия на продукт составляет 10 лет, а гарантия на мощность — 25 лет (при снижении эффективности всего на 80,68%).

Q-Cells Q-Peak G5.1 310 Mono 310W солнечные панели — современный дизайн, эффективность

Оснащенные ячейками Q-ANTUM нового поколения, эти солнечные панели достигают эффективности до 310 Вт, что, несомненно, удовлетворит потребности любого небольшого загородного дома. Новая клеточная технология позволяет снизить производственные затраты.

В солнечных установках Q-Cells и Q-Peak производитель сделал упор на довольно элегантный дизайн самого оборудования. Благодаря использованию черного цвета поверхности, панели не только не нарушат визуальную гармонию всего дома, но и смогут обогатить его своей футуристической, минималистичной и элегантной формой.

Итак, как мы видим, солнечные панели — разумное вложение для владельцев частных домов. Даже в условиях российского климата. Даже в пасмурную погоду они дают значительную экономию на электричестве и независимость от поставщиков горячей воды.

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

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).
Читайте также:
Современные фотообои: достоинства и особенности

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.

Читайте также:
Что нужно учесть при создании идеальной комнаты для подростка

Как выбрать солнечные батареи. Советы покупателю

Солнечная батарея – устройство, преобразующее солнечное излучение в электрическую энергию. Впервые метод работы солнечной батареи был разработан 1839 году физиком Александром Беккерелем. Практическое применение метод получил в 1873 после изобретения первого полупроводника. Технология использования энергии солнца в целях ресурсообеспечения приобретает все большую популярность по всему миру. Получаемый вид энергии является возобновляемым, финансовые затраты при эксплуатации солнечных батарей очень низкие – средства требуются только на покупку и установку оборудования. Энергия, вырабатываемая этим источником, является дешевой и доступной и благодаря этому широко используется по всему миру. И если вы решили приобщиться к обществу “зеленой энергетики”, то начать надо из того, чтобы разобраться – как правильно выбрать солнечные батареи для частного дома, дачи или даже квартиры.

Как устроены солнечные батареи?

Стандартная солнечная батарея состоит из алюминиевой рамы, солнечных элементов, специального стекла, подложки, токоведущих жил и распределительной коробки.

Рис. 1 Устройство солнечной батареи

Рама панели – алюминиевая конструкция, придающая жесткость изделию и образующая основу для остальных деталей батареи. Солнечные элементы – кремниевые полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи, выращиваемые, как правило, монокристаллическим или поликристаллическим методом. Использование полупроводниковых преобразователей дает возможность прямого, одноступенчатого преобразования энергии, что позволяет использовать солнечные батареи наиболее эффективно.

В солнечной батарее используется фотовольтаический эффект, возникающий в неоднородных полупроводниковых структурах при контакте с солнечным излучением. Неоднородность полупроводникового слоя солнечной батареи достигается легированием одного полупроводникового слоя различными примесями или соединением нескольких слоев полупроводников с различной шириной запрещенной зоны – созданием гетеропереходов. Также методом получения неоднородных кремниевых полупроводников является изменение химического состава полупроводника. Эффективность использования фотопроводника характеризуется оптическими свойствами проводника, одним из которых является фотопроводимость. Потери энергии при работе солнечных батарей связаны с несколькими процессами: частичным отражением солнечных лучей от поверхности преобразователей; прохождением части лучей, через фотопреобразователи без поглощения в них; рассеянием избыточной энергии фотонов на тепловых колебаниях решетки; внутренним сопротивлением преобразователей.

Выбор параметров солнечной батареи

При выборе солнечной батареи перед покупателем встает вопрос «Как выбрать подходящую солнечную батарею?» Существует несколько видов фотоэлементов, имеющих свои преимущества и недостатки:

  1. Поликристаллические элементы, в которых полупроводник производится поликристаллическим способом, этот метод удешевляют солнечную батарею, но снижают эффективность её работы. КПД элементов составляет 17-19%.
  2. Монокристаллические. Если элементы выращиваются монокристаллическим способом, то КПД фотоэлементов составляет 20-21%. Стоимость батарей при таком способе производства кремния увеличивается, но площадь фотоэлементов для получения энергии того же количества снижается. Готовые солнечные батареи, изготовленными поликристаллическим способом имеют КПД 13-17 %, а с фотоэлементами, изготовленными монокристаллическим способом – КПД 15-18,5%,
  3. Аморфные. Самым низким КПД (4-6%) обладают солнечные батареи, в которых фотоэлементы изготавливают из аморфного кремния.
  4. Арсенид галлиевые. Для изготовления высокоэффективных преобразователей в настоящее время широко используются GaAs – Арсенид галлия, имеющий гетероструктуру и более широкую запрещенную зону, это позволяет увеличить КПД солнечных батарей до 35-40%, правда такой тип элементов имеет очень высокую цену и используется только в космической отрасли.

Рис. 2 Типы солнечных элементов

На что обратить внимание при выборе солнечных батарей?

При выборе солнечных батарей для частного дома или дачи необходимо обратить внимание не только на КПД батареи, которое в современных конструкциях на основе кремниевых элементов, ограничивается величиной 20-21%, но и на суммарную мощность купленной солнечной электростанции. Она должна обеспечить электроэнергией, достаточной для потребления электросистемой дома в любую погоду.

Зимой сильно снижается длительность светового дня, поэтому в регионах, где это наблюдается, необходимо делать запас мощности, чтобы батарей хватало на то время, когда солнце менее активно. Почему выработка зимой меньше? Не нужно думать, что из-за холода батарея будет хуже работать. Негативное действие на эффективность работы оказывают осадки в виде снега, которые необходимо удалять и меньшая продолжительность светового дня с высокой облачностью – именно это негативно влияет на выработку электроэнергии в зимнее время. Летом солнечная батарея генерирует меньшее напряжение, чем зимой. В жару температура на поверхности гелиопанели может достигать 50–55 °С, что снижает эффективность фотогальванических элементов.

Еще один важный момент при составлении плана “Как выбрать солнечные батареи для домашней электростанции” – эффективность финансовых вложений. Многие батареи при правильном выборе окупаются достаточно быстро, так как производимая при использовании энергии солнца электроэнергия является бесплатной. Выходное номинальное напряжение солнечных батарей кратно 12В и 24В, но бывают и 20В – это панели с 60 элементами. Фактическое напряжение на выходе гелиопанелей, как правило больше номинального. Так гелиопанель с выходным номинальным напряжение, равным 12В, в точке максимальной мощности выдает 17В, а при холостом ходе выдает 23В. Аналогично работают и батареи с номинальным напряжением на выходе 20 В и 24В. Двадцативольтовая батарея выдает напряжение на выходе 30В точке максимальной мощности и 39В – в режиме холостого хода, а двадцатичетырехвольтовая соответственно – 37В и 45В.

Читайте также:
Фундамент для дома из полистиролбетонных блоков

Типовые ошибки при выборе солнечных батарей для дома

Собирая себе солнечную электростанцию самостоятельно, чаще всего допускаются ошибки связанные с подбором оборудования, отметим основные из них:

  • Не правильно подобранное напряжение аккумуляторов и солнечных батарей, используемых в одной системе;
  • Использование ШИМ контроллера с 60 ячейковой солнечной панелью;
  • Не учтенный температурный коэффициент, связанный изменением напряжения, при изменении температуры;
  • Использование разных аккумуляторов, при последовательном подключении;
  • Неверно подобранное сечение перемычек между инвертором и АКБ;
  • Пренебрежение защитными устройствами.

После подбора оборудования ошибки дилетантов не заканчиваются, поскольку впереди монтаж. При установке солнечной электростанции своими руками ошибки чаще допускаются такие:

  • Неправильная пространственная установка самих солнечных батарей;
  • Падение тени на ячейки от деревьев и соседних построек;
  • Неверное подключение оборудования. Если в системе даже всего два АКБ, последовательное соединение могут перепутать с параллельным. Не говоря уже о нескольких АКБ, когда требуется сделать последовательно – параллельное соединение. Это касается и подключения солнечных батарей;
  • Плохой контакт в электрических соединениях. Касаемо изготовления перемычек кустарным способом, без применения специального инструмента. Применение скрутки, пайки коннекторов MC4 и другие ненадежные соединения.

Это только самые распространенные ошибки, но на практике их гораздо больше. Если вы решили собирать солнечную электростанцию самостоятельно, проконсультируетесь со специалистами, это поможет избежать ошибки, сэкономить деньги и да, консультацию у нас можно получить бесплатно.

Мнения экспертов о продукции

Выбор типа солнечной станции зависит от задачи, которую необходимо решить с помощью альтернативных источников энергии.

В настоящее время наиболее широко применяются три типа солнечных электростанций:

  1. Автономные. В местах, где нет подключения к центральной сети, в садах, на дачах, автономные солнечные электростанции самые востребованные, хорошо подходят для освещения и других жизненно важных электроприборов. Применение автономных солнечных станций позволяет существенно экономить финансы, на жидкое топливо для генераторов, особенно в районах с большим количеством солнечных дней.
  2. Комбинированные с сетью. Если есть центральная сеть, то не нужно отказываться от нее, лучше сделать систему совместную с сетью. Автоматическая работа инвертора, входящего в состав такой станции, будет самостоятельно выбирать источник питания электрических приборов. А входящие в состав аккумуляторные батареи будут источником резервного электроснабжения, при отключениях сети.
  3. Сетевые on-grid. Сетевые солнечные электростанции самые выгодные и быстро окупаемые, поскольку не имеют в составе аккумуляторных батарей и преобразование энергии происходит с высоким КПД. Более того, позволяют передавать (продавать) излишки генерируемой электроэнергии в сеть, тем самым ускоряя процесс окупаемости. Во многих странах при такой генерации с помощью возобновляемых источников для продажи электроэнергии действует «зеленый тариф». В РФ в 2019 году принят в первом чтении Федеральный закон №581324-7 «О внесении изменений в ФЗ «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации», который позволит реализовывать электрическую энергию, вырабатываемую альтернативными источниками, по специальному тарифу. Покупка гарантирующим поставщиком электроэнергии от объектов микрогенерации будет обязательной. Цена купли-продажи будет равна средневзвешенной нерегулируемой цене на электроэнергию на ОРЭМ. Доходы физических лиц, возникшие при реализации лишней электроэнергии, произведенной для нужд своего домохозяйства, не будут подлежать налогообложению.

Независимо от выбранного типа солнечной электростанции, стоит понимать, что для надежной и эффективной работы лучше приобретать высококачественные солнечные батареи. Несмотря на более высокую стоимость они более эффективны и долговечны. Срок службы батарей может достигать 30 и более лет. Покупатели часто задают вопрос: «Почему выработка зимой меньше?» Не нужно думать, что из-за холода батарея будет хуже работать. Негативное действие на эффективность работы оказывают осадки в виде снега, которые необходимо удалять, плюс меньшая продолжительность светового дня с высокой облачностью – именно это негативно влияет на выработку электроэнергии в зимнее время. Летом солнечная батарея генерирует меньшее напряжение, чем зимой. В жару температура на поверхности гелиопанели может достигать 50–55 °С, что снижает эффективность фотогальванических элементов.

Солнечные батареи и их особенности. Принципы выбора оборудования для частного дома

Оглавление:

  • Составные части солнечной электростанции
    • Солнечные элементы
    • Контроллер
    • Батареи
    • Инвертор
    • Проводка
  • Интересные факты

Среди нас существует множество источников бесплатной энергии, самая доступная и выгодная – солнечная. Для её добычи используются специальные элементы – солнечные панели. О том, что понадобится для устройства солнечной электростанции в частном доме, о нюансах использования солнечной энергии мы сегодня и поговорим.

Составные части солнечной электростанции

Условно можно выделить две группы систем солнечных батарей – с малыми и большими панелями. В первом случае речь идет о аккумуляторах, способных «выдавать» до 24 В. Для полноценного обеспечения дома электроэнергией потребуются панели второго типа. Рассмотрим устройство подобных систем.

Солнечные элементы

Важнейшей частью солнечной электростанции являются сами элементы. Они выполнены из специального материала, который способен преобразовывать солнечную энергию в электрическую.

Панель состоит из нескольких отдельных элементов, которые соединяются в сборки последовательно и параллельно. При параллельном соединении увеличивается выходное напряжение, при последовательном – выходной ток.

Читайте также:
Спецтехника для склада

У каждой солнечной панели есть несколько основных характеристик, которые стоит учитывать при выборе.

Мощность (Вт)

Подбирается с учетом уровня оснащения электрическими приборами. Так, семья из трех человек, потребляет около 5 кВт/ч ежедневно. Значит, суммарная мощность фотоэлементов не должна быть меньше 1500 Вт. Есть еще ряд нюансов, которые надо учитывать.

Напряжение (В)

Для частного дома предпочтительней системы, которые выдают 24 В

Металлический или пластиковый. Первый тяжелее, но долговечнее.

Коннекторы или выводы. Первый вариант практичнее и надежнее, но стоит дороже.

Не забывайте, что вам придется регулярно чистить элементы от грязи и пыли. Делать это гораздо удобнее, если панели находятся в надежной металлической рамке.

Солнечные панели можно купить уже готовыми, но гораздо выгодней и удобнее собрать их самому. Так вы сможете неплохо сэкономить. Сами элементы можно заказать в интернете. Соединяя их параллельно и последовательно, вы сможете добиться необходимой мощности и напряжения. Для каркаса можно использовать алюминиевые уголки и лист стекла или прозрачного пластика.

Помните, что пластик со временем может помутнеть, что уменьшит количество энергии, получаемой с панелей. Стекло в этом плане более долговечно, но оно менее прочное.

Контроллер

Контроллер распределяет заряд между потребителем и аккумулятором. Если мощность, выдаваемая солнечными батареями, больше потребляемой, то остаток идет на зарядку аккумуляторов. Если же мощность нагрузки больше, чем выделяют элементы, то в работу подключаются аккумуляторные батареи.

Контроллер так же обеспечивает правильный заряд аккумуляторов. Выбирать его стоит исходя из мощности солнечных батарей, емкости аккумуляторов и величины нагрузки. Современные контроллеры могут сообщать вам всю информацию о вашей станции через интернет.

Батареи

Аккумуляторы накапливают излишнюю мощность с солнечных батарей, что позволяет пользоваться электричеством и в ночное время суток. Кроме того, если размер потребляемой электроэнергии превышает максимально возможное производство в панелях – подключается аккумулятор.

Самый важный параметр АКБ – емкость. Минимальная необходимая емкость аккумулятора – это то количество электроэнергии, которое вы потребляете за ночь. Если в темное время суток вы потребляете 2 кВт/ч, то и аккумулятор должен отдавать не менее 2 кВт/ч.

Емкость рассчитывается следующим образом:

Необходимая емкость=потребление (Вт/ч)/напряжение АКБ (в вольтах).

Если вы потребляете 2 кВт/ч, а напряжение аккумулятора равно 12 В, то необходимая емкость равна 166 А/ч (2000/12).

Но КПД батареи не 100 %, а 70 или даже 50 %. В облачность выработка электроэнергии сильно снижается, поэтому надо рассчитывать АКБ, исходя из потребления за двое суток. Тогда, в случае пасмурной погоды, вы сможете комфортно дождаться солнечных дней.

Инвертор

Инвертор преобразует 12 В с аккумуляторной батареи в 220 В для работы приборов. Главный его параметр – мощность. Рассчитывается она из потребления электроэнергии всеми приборами в один момент времени.

Это значение надо подбирать с запасом, так как КПД данного прибора далеко не 100 %. При подключении нагрузки с суммарной мощностью большей, чем способен отдать инвертор, он просто сгорит или уйдет в защиту.

Есть один нюанс при выборе инвертора. Приборы с электродвигателем (холодильник, дрель, пылесос и т.д.) требуют для работы чистую синусоиду. Поэтому при выборе инвертора следует обращать внимание не только на мощность, но и на тип выходного напряжения.

Проводка

Провода соединяют все элементы воедино. Выбирать их стоит исходя из мощности, которая по ним протекает. Запас в этом случае необходим, так как на проводах может теряться часть выдаваемой энергии.

Если провода работают на пределе своих возможностей, то они могут греться, что приведет к пожару.

Солнечные батареи обычно устанавливаются на крышу дома, но если крыша расположена неудачно, то их можно установить и на земле, используя специальные крепления. В этом случае оборудование будет удобно очищать от грязи и пыли.

Направление установки также играет большую роль. Необходимо выяснить, в какой стороне продолжительность освещения солнечных панелей будет максимальна для вашего региона.

Интересные факты

Батареи на солнечной энергии имеют ряд особенностей, о которых многие люди не подозревают. Мы подобрали интересные факты, которые могут поменять ваше представление об этом источнике электроэнергии.

Монокристаллические панели перестают аккумулировать солнечную энергию даже при частичном затемнении. Поликристаллические элементы в таких же условиях лишь снижают выдаваемую мощность.

На качество работы влияет инсоляция – чем она ниже, тем больше вам потребуется пластин.

Количество пластин не зависит от общей площади крыши.

Установка солнечных батарей в целях экономии – долгосрочные инвестиции. Цена качественной системы может достигать десятков тысяч долларов, окупаемость настанет через несколько десятилетий.

Панели служат не более 50 лет, аккумуляторы – до 10 лет. Проблема утилизации фотоэлементов в России не решена.

Можно сэкономить на оборудовании, если воспользоваться онлайн – площадками по покупке/продаже модулей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: