Установка солнечных батарей на балконе

Использование солнечных батарей на балконе

Владельцев городских квартир наверняка порадует возможность превратить собственный балкон в маленькую электростанцию – источник бесплатной электроэнергии. Потягаться с атомным реактором в энергопроизводительности такой балкон вряд ли сможет, но обеспечить собственное отопление и освещение ему будет вполне по силам. Реализовать эту идею можно с помощью солнечных батарей. О том, что это такое и как установить солнечные батареи на балконе, — читайте в нашем материале.

Бесплатный сыр без мышеловки

Гениальный Никола Тесла сказал однажды, что окружающее нас пространство представляет собой океан, наполненный бесплатной энергией. Измученное газонефтяной зависимостью человечество всегда искало возможность пристроиться к этому океану и зачерпнуть хоть небольшую часть его содержимого. Один из способов, позволяющих добиться этого, связан с применением появившихся в 50-х годах 20-го столетия устройств, названных солнечными батареями. С момента своего изобретения они беспрестанно совершенствуются, становясь все более эффективными, надежными и долговечными.

Итак, как же работает солнечная батарея? Самой важной частью современной солнечной батареи является фотоэлемент, материал которого обладает полупроводниковыми свойствами. Множество таких деталей соединяется между собой, образуя панели различной площади. Под воздействием солнечного излучения фотоэлемент генерирует постоянный электрический ток, но использоваться напрямую для питания электропотребителей он не может. Чтобы придать такому электричеству «удобоваримую» форму, используют специальное устройство – инвертор.

Еще один важный компонент солнечной батареи – аккумулятор. Он позволяет накапливать электрическую энергию в период интенсивного солнечного излучения и затем использовать ее по необходимости.

Вариант размещения солнечных батарей

Сегодня для производства фотоэлементов солнечных батарей используют различные материалы, которые отличаются друг от друга стоимостью и коэффициентом полезного действия. К наиболее распространенным относятся:

1. Поликристаллы кремния

Эта разновидность фотоэлектрических элементов пользуется наибольшим спросом, поскольку ей свойственно наилучшее соотношение стоимости и производительности. Еще одно достоинство – простота монтажа, с которым легко может справиться даже неподготовленный человек. Узнать поликристаллические элементы можно по характерному синему цвету.

2. Монокристаллы кремния

Фотоэлементы данного типа являются более производительными, чем поликристаллические, однако, и стоимость их существенно выше. Главным признаком монокристаллов является то, что они имеют форму многоугольника. Этим определяется свойственный им недостаток: монокристаллические фотоэлементы невозможно объединить в сплошной массив, между отдельными деталями всегда остаются просветы. Таким образом, часть площади собранной из подобных элементов панели тратится впустую.

3. Аморфный кремний

Данная разновидность фотоэлементов уступает в производительности двум описанным выше, но все-таки пользуется достаточным спросом по причине доступной стоимости.

4. Теллурид кадмия

Фотоэлектрические элементы, изготовленные из этого материала, имеют вид пленки толщиной до 0,5 мм. Такая пленка может быть частично прозрачной, что делает возможным ее использование поверх остекления балкона. В этом случае помимо своей основной функции она будет играть роль тонировки стекла.

5. CIGS (полупроводниковый материал)

Фотоэлементы на основе CIGS также изготавливаются в виде пленки, но в сравнении с теллуридом кадмия обладают большей производительностью.

Отличия в производительности у перечисленных материалов весьма существенные. К примеру, панель площадью 1 кв. м, выполненная из монокристаллического кремния, в идеальных условиях генерирует 125 Вт электроэнергии. Такая же по площади батарея из аморфного кремния обладает электрической мощностью всего в 50 Вт.

В квартире всегда присутствует тепло. А удержать его в ней как можно дольше поможет теплосберегающая пленка для окон. Подробности о ее характеристиках и использовании читайте в нашей статье.

А если вы решили обшить свой балкон сайдингом, то вам может быть интересна наша статья с инструкцией по его монтажу.

Достоинства и недостатки солнечных батарей

Достоинства солнечных батарей очевидны:

• бесплатная электроэнергия;
• экологичность;
• долговечность (срок службы современных систем составляет от 20 до 25 лет);
• надежность (поскольку батареи не содержат движущихся частей, они выходят из строя только в исключительных случаях);
• минимальный уход (панели нуждаются только в очистке от пыли и грязи).

В числе недостатков можно отметить:

• нестабильность (производительность батареи зависит не только от времени суток, но и от погоды);
• высокая стоимость (цена более-менее серьезной установки для бытового применения стартует от 3500 евро);
• малая производительность в сравнении с традиционными источниками энергии.

Установка и использование на балконе

Прежде чем начать установку солнечных батарей на балконе, следует уяснить себе два обстоятельства. Первое: аккумулятор, входящий в комплект установки, не переносит низких температур, поэтому балкон должен быть, как минимум, застеклен и утеплен. Второе: необходимо предусмотреть возможность переключения всех электропотребителей на питание от обычной электросети на случай, если из-за плохой погоды производительность солнечной батареи упадет.

Установка батареи осуществляется достаточно просто. Панели фиксируются на каркасе из уголка с шириной полки 50 мм. Каркас должен быть надежно прикреплен к капитальным элементам здания – стенам или плитам, иначе конструкция не выдержит снеговой и ветровой нагрузки.

Установка солнечных батарей на балконе

Не забывайте, что солнечную батарею регулярно приходится очищать от пыли и грязи, остающейся после осадков, поэтому ее панели следует размещать в поле доступа.

На заметку: Наибольшей эффективностью батарея обладает в том случае, если лучи падают на ее поверхность под прямым углом. Зимой солнце отклоняется от летнего положения на угол в 12 градусов, поэтому каркас с фотоэлементами также должен иметь возможность поворачиваться на этот угол

Самоделкину на заметку

Отсутствие достаточных финансовых средств – еще не повод отказаться от мечты. При желании можно организовать устройство солнечной батареи своими руками из вполне доступных материалов.

Солнечная батарея на балконе

• стекло или оргстекло толщиной 4 мм – 700х1050 мм (один лист);
• солнечные элементы (можно заказать через интернет) — 48 шт. (4 ряда по 12 шт.);
• алюминиевый профиль (уголок 20х20 мм);
• герметик;
• паяльник;
• флюс;
• олово;
• шины для пайки;
• мультиметр.

Выбор фотоэлементов

Производители предлагают нам два типа фотоэлементов:

• монокристаллические (КПД 13%);
• поликристаллические (КПД 7 – 9%).

Монокристаллы служат до 30 лет, но они чувствительны к погодным колебаниям: если солнце закроют облака, мощность элементов существенно снизится. Поликристаллические элементы можно эксплуатировать не более 20 лет, но они при наличии облачности мощность не теряют.

Изготовление солнечной батареи

• Изготовление корпуса: конструкция изготавливается из алюминиевого уголка. Внутренний размер рамы должен превышать габариты стекла примерно на 5 – 10 миллиметров. Это позволит между стеклом и рамой уложить слой силиконового герметика, достаточный для обеспечения прочности изделия.
• Напайка фотоэлементов: этот этап работы следует выполнять предельно осторожно, так как солнечные элементы очень хрупкие. Крайние элементы припаять к шинам.
• Подготовка стеклянного основания: работа заключается в тщательном обезжиривании поверхности.
• Сборка конструкции: стекло помещается внутрь рамы, а на его поверхность укладываются фотоэлементы, оставляя небольшие зазоры между ними со всех сторон.
• Герметизация: сначала герметик наносится по периметру и посередине системы. Затем заливаются зазоры между фотоэлементами. В качестве герметика можно использовать обычный силикон.

Совет: Прежде чем приступить к герметизации, желательно протестировать качество пайки.

• Тыльную сторону солнечной панели обычно покрывают акриловым лаком: состав наносится на поверхность при помощи кисти.

Солнечная батарея своими руками видео

А сейчас вы можете посмотреть видеоролик, в котором продемонстрировано как можно сделать солнечную батарею своими руками.

Понравилась статья?
Сохраните ее!

Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!

Солнечная электростанция на балконе. Личный опыт

Эта статья является продолжением экспериментов с солнечными панелями в городской квартире, первые опыты делались три года назад, но затем из-за переезда все пришлось свернуть и распродать. Однако опыт, как известно, не пропьешь, и было решено с учетом полученной практики начать сначала.

Фото (с) smartflower.com

Я покажу все компоненты системы и весь процесс, от настройки и сборки до передачи электроэнергии в электросеть. Также я покажу, как запрограммировать «умную розетку» для сбора статистики сгенерированной электроэнергии.

Для тех, кому интересно, как это работает, продолжение под катом.

Зачем это нужно?

Уверен, что вопрос «зачем» будет самым первым в комментариях, поэтому отвечу на него сразу. С экономической точки зрения солнечная батарея на балконе — невыгодна, масштабы генерации увы, не те, в идеале, нужна крыша собственного дома. Но с технической и инженерной точки зрения это достаточно интересно в плане изучения новых и современных технологий. Плюс не стоит забывать, что современные квартиры потребляют все больше энергии, особенно с учетом растущей популярности различных «смарт»-устройств, подключенных постоянно роутеров, умных лампочек, умных розеток, умных котокормушек и прочего. Компенсировать эти затраты солнечной энергией, в принципе, не так уж плохо и вполне экологично. Ну, и наконец, посмотреть на электросчетчик и увидеть на экране «текущее потребление -100Вт» просто приятно.

Общая информация

Как известно, существуют два основных принципа работы домашних солнечных электростанций.

1. Накапливание энергии в аккумуляторах.
2. Отдача энергии в электросеть.

Первый способ подразумевает ситуацию, когда нужно действительно автономное электроснабжение, т.е. электричества либо нет совсем, либо оно подается нерегулярно. В таком случае энергия солнечных панелей сначала запасается в аккумуляторах, затем через инвертор создается «обычное» напряжение 220В. Плюс наличия аккумуляторов в том, что система может работать при отсутствии внешнего электричества. Увы, минусов тут гораздо больше, чем плюсов. Аккумуляторные батареи дорогие и их ресурс службы ограничен 2-3 годами для свинцовых аккумуляторов. Нужно думать, как переключать потребителей между «основной» и «солнечной» сетью. Аккумулятор может быть глубоко разряжен или перезаряжен, и то и другое для них плохо. Если аккумулятор полностью заряжен, то панели работают впустую, и энергия пропадает зря. Плюс нужно думать про балансировку ячеек аккумулятора, если их несколько, и так далее. Правда, в последние годы наметился некий прогресс, в частности, с Tesla Powerwall — там все работает «из коробки», используются литиевые батареи и гарантия 10 лет, однако при цене в 6500$, окупаемость такой штуки под вопросом.

Второй способ, и он же наиболее эффективный — это напрямую отдавать электроэнергию от солнечных панелей в электросеть. В этом случае панели подключаются к специальному grid-tie инвертору, который не только преобразует постоянный ток от панелей в 220В, но и синхронизирует фазу с электросетью. Отданная «в розетку» электроэнергия потребляется внутри квартиры/дома, избытки уходят в городскую сеть, таким образом мы не только добываем электроэнергию себе, но и помогаем соседям/городу немного разгрузить общие электросети. В случае современного законодательства и наличия электросчетчика, умеющего считать «импорт» и «экспорт», мы даже можем получить немного денег, но не во всех странах это пока работает.

В моем случае «автономка» была неактуальна, загромождать квартиру аккумуляторами резона не было, так что выбор был очевиден. Кстати, минус у grid-tie инвертора один — в случае пропадания напряжения электросети он отключается, таким образом, даже имея целую крышу солнечных панелей на 3-4КВт, можно оказаться без электричества если оно вдруг пропало. Но в моем случае отключения настолько редки, что ими можно пренебречь, на крайний случай, сейчас огромный выбор довольно эффективных DC-DC конвертеров, которыми можно запитать и ноутбук, и смартфон, и LED-лампы, так что при желании это вполне можно доделать.

Итак, общая идея того что делать, ясна, let’s get started.

Схема соединений будет крайне простой, берем солнечные панели, подключаем к инвертору, включаем его в розетку:

Рассмотрим все компоненты системы последовательно.

1. Солнечные панели

Первый актуальный вопрос это выбор панелей. Доводилось читать мнения экспертов, что солнечные панели отличаются по КПД, и надо брать наиболее эффективные. С этим трудно поспорить, однако, как показал поиск, разница составляет 2-3%. Судя по статье Most Efficient Solar Panels 2020 топ-10 панелей по эффективности выглядит так:

Однако в наличии таких панелей просто не было, а там где были, разница в цене была бы гораздо больше чем заявленные 2-3% разницы в КПД. В общем, на этот пункт я просто забил и выбрал те, что были в наличии на местном Амазоне и имели лучшие отзывы.

Остается выбрать мощность. Тут все просто, чем больше панель, тем она в пересчете на ватт дешевле, оптимум получился в районе 160Вт:

В принципе, есть более крупные панели на 320 или 360Вт, но они довольно громоздкие и тяжелые, с более дорогой доставкой, и для балкона уже великоваты. В общем, 160 Вт оказалось оптимальным значением. Размер такой панели составляет 150×70см, а вес 12.5кг.

К солнечным панелям также был куплен крепеж с регулируемым углом наклона:

Практически, две 160Вт панели нормально помещаются на балконе, можно даже было бы поставить третью, но тогда балкон был бы занят полностью, и выходить туда уже было бы неудобно:

Здесь на фото панели еще не развернуты к Солнцу, да и угол наклона не совсем правильный, плюс провода желательны потолще, на этих теряется несколько ватт. Разумеется, в случае застекленного балкона конструкция была бы другой, в общем, тут большой простор для творчества.

2. Grid-tie инвертор

Выбор инверторов для таких микромощностей не так уж велик, из основных моделей можно отметить такой:

Это довольно простой китайский инвертор ценой 80-100Евро, есть модели под разное входное напряжение, 11-30В и 22-60В. Если есть возможность использовать более высокое напряжение и соединить две панели последовательно, то лучше второй вариант, но если солнечная панель одна, то остается первый.

У этого инвертора есть минус — он периодически шумит, т.к. внутри есть кулер. Включается он только днем при мощности более 100Вт, ночью солнца нет, но это все же стоит иметь в виду если инвертор стоит в жилой комнате.

Другой вариант, это так называемый «микро-инвертор», который закрепляется прямо на солнечной панели:

Способ достаточно эффективный и удобный. Решается проблема шума, плюс за счет более высокого напряжения меньше потерь в проводах. Но из соображений электробезопасности я не захотел выводить на балкон 220В, так что пришлось остановиться на первом варианте, когда с балкона идут только низковольтные провода.

Сбор данных

В принципе, наша система готова — достаточно подключить панели к инвертору, включить его в обычную розетку, и все будет работать. Однако хочется, как минимум, видеть сколько мощности отдается с панелей, а как максимум, иметь более продвинутое логирование получаемой энергии.

Для начала нам пригодится измеритель мощности, выводящий текущие показания на экран.

Он может выводить основные параметры (мощность, напряжение, ток, сумма киловатт-часов), однако никаких «сетевых» функций, как и возможности сохранения данных, он не имеет.

Сумма киловатт-часов полезна, если речь идет об утюге или холодильнике, однако для солнечных панелей актуально видеть выработку в течении дня. Поиск показал, что наилучший функционал обеспечивает смарт-розетка TP-Link Kasa HS110 ценой порядка 25Евро — она умеет не только показывать данные о мощности, но и под неё существует Python API, позволяющий получать текущие данные. Важно не перепутать с моделью HS100, измерения мощности в ней нет. Кстати, как бонус, софт от TP-Link имеет собственное «облако», и видеть значения генерации можно онлайн из любой точки мира:

К сожалению, ни на одной из «умных розеток» нет своего LCD-экрана (я давно знал, что все маркетинговые и дизайн-решения принимаются алиенами, которые в данном случае, считают что удобнее взять смартфон и сделать 10 тапов чтобы посмотреть мощность, чем просто взглянуть на LCD-экран). В итоге, получился такой «паровозик» — первая «не-умная» розетка показывает значения генерации на экране, вторая «умная» но зато без экрана, обеспечивает коннект по WiFi. Честь и хвала современным маркетологам (а может так и задумано, я ведь потратил в итоге деньги на 2 устройства вместо одного).

Однако, встроенного ведения логов в приложении TP-Link нет, пришлось дописать это самостоятельно, для этого использовалась библиотека https://github.com/python-kasa/python-kasa. Разумеется, это можно было бы автоматизировать с помощью OpenHAB или Home Assistant, но держать целый сервер на выделенном устройстве для того, что можно сделать из 20 строк кода, мне показалось избыточным.

Код записи лога весьма прост:

При работе программы будут создаваться csv-файлы лога с шагом примерно в минуту и разбивкой по месяцам:

Я запустил сбор лога на своем роутере с dd-wrt, для чего достаточно команды nohup python3 /opt/solar.py >/dev/null 2>&1 &. При желании можно добавить скрипт в автозагрузку, чтобы не вводить команду каждый раз при включении роутера. Была также идея добавить в программу свой веб-сервер для доступа к логу, но на практике стандартного WinSCP оказалось вполне достаточно, чтобы раз в несколько дней скачать новый лог.

Результаты

Довольно сложно подгадать с погодой, чтобы день был либо полностью ясным, либо совсем пасмурным. Когда такие данные будут, добавлю скриншоты в текст. Пока из самых свежих данных, выработка электроэнергии в день на момент написания текста выглядит так:

В моем случае балкон ориентирован на запад, утром панели в тени, и полноценная выработка начинается со второй половины дня. Хотя уже в 9 утра в электросеть отдается до 25Вт, что в целом неплохо. Как можно видеть из графика, пиковая мощность составила порядка 175Вт, также хорошо видны «провалы» на графике из-за набегающих иногда туч. Заканчивается генерация после 21 час — летом световой день длинный, зимой он будет, разумеется, короче.
За весь этот день было выработано 0.73КВт*ч электроэнергии:

Если бы туч не было совсем, наверно можно было бы рассчитывать на прирост 20-30%, т.е. суммарно получится ровно 1кВт*ч/день. Панели кстати, работают и в пасмурную погоду, но выработка при этом разумеется, меньше, и лишь при совсем темных грозовых тучах, может упасть до нуля.

Для сравнения, вот так выглядит генерация в пасмурный дождливый день, за весь день было выработано 0.21кВт*ч:

Много это или мало? Если верить гуглу, 0.2кВт*ч хватит чтобы вскипятить 2л воды электрическим чайником, что для энергии «с неба» по идее, не так уж плохо.

Из негативного, можно отметить, что КПД получился не такой высокий, как хотелось бы. Увы, производители пишут на панелях максимальное значение мощности, полученное под прямым углом падения солнечных лучей и кристально чистом воздухе на Луне в Гималаях. В реале Солнце постоянно движется по небу, и оптимальный угол падения будет длиться не более 1-2 часов в день. Ничего страшного в этом разумеется нет, просто нужно учитывать, что к примеру, реальных 100Вт со 100-ваттной солнечной панели практически никогда вырабатываться не будет.

Экспорт энергии в электросеть

Наконец, мы подошли к вопросу экспорта энергии в электросеть. Тут все просто с технической точки зрения, но все сложно с экономической. Технически, мы просто добавляем в наше домохозяйство новый источник энергии. Которая будет расходоваться подключенными устройствами, а излишки через электросчетчик (это важно) уйдут в городскую сеть. Счетчик здесь важен потому, что именно от него будет зависеть, как будет подсчитываться экспортируемая энергия.

Здесь есть варианты:

• Старый дисковый счетчик при реверсе напряжения скорее всего не будет крутить диск (в нем есть специальный стопор), т.е. выработанное нами электричество будет отдаваться в сеть бесплатно, показания на счетчике изменяться не будут.
• Старый дисковый счетчик без стопора будет крутить диск в обратную сторону, т.е. показания счетчика будут уменьшаться, что разумеется, выгодно владельцу солнечных панелей. Но такие счетчики сейчас не выпускаются и стали музейной редкостью.
• Цифровой счетчик, не умеющий считать экспорт электроэнергии, будет считать её «по модулю» независимо от направления, т.е. за каждый отдаваемый городу киловатт владелец солнечных панелей будет платить как за потребленный.
• Современный цифровой счетчик, умеющий считать как экспорт, так и импорт электроэнергии, будет показывать отдельные значения по всем параметрам. Всего на таком счетчике 4 сменяющих друг друга варианта показаний: импорт дневной, импорт ночной, экспорт дневной, экспорт ночной.

Разумеется, дело не только лишь в счетчике, а в возможности всей инфраструктуры и бюрократической системы принимать и обрабатывать такие платежи. Скажу честно, как обстоят дела в России, я не знаю. В 2019 году был принят закон о возможности микрогенерации с мощностью до 15КВт (https://habr.com/ru/post/479836/), но работает ли это реально, и можно ли просто придти в магазин и купить новый счетчик с возможностью учета экспорта, сказать сложно. Тем более, не уверен, что в российских платежках за электроэнергию уже появился такой пункт как «генерация». Можно лишь сказать, что в Европе это вполне работает, счетчики во многих домах и квартирах уже заменены муниципалитетом на новые. Для примера, в Голландии для регистрации «солнечной электростанции» достаточно уведомить государство, заполнив форму на сайте:

Разумеется, для балконной станции мощностью 100-200Вт это не так критично, большинство электроэнергии скорее всего и так будет потребляться внутри квартиры холодильником и прочими устройствами. Так что даже если у кого-то нет современного электросчетчика, проще рассматривать это лишь как благотворительный вклад в экологию — даже если «подарить» городу несколько КВт*ч в месяц и заплатить за них, ну скажем, 50 рублей, вряд ли владелец от этого обеднеет. Проще считать, что эти деньги пойдут на развитие электросетей… Конечно, если панелей реально много, то целесообразно ставить специальный grid-tie инвертор с так называемым лимитером — датчиком тока, который ставится сразу после электросчетчика и ограничивает выработку инвертора, чтобы наружу ничего не отдавалось.

В моем случае, современный счетчик уже был бесплатно установлен муниципалитетом, так что в солнечный день на экране действительно можно видеть отрицательные значения потребляемой электроэнергии:

Кстати, вопрос о том, сколько можно «заработать» на генерируемом и продаваемом государству электричестве, экономически весьма непростой. В Германии например, вначале были введены специальные льготные тарифы для отдаваемой электроэнергии, что дополнительно мотивировало владельцев ставить солнечные панели. Но потом льготы стали отменять, и сейчас, это вроде бы уже не так выгодно. Аналогичный закон про «зеленый тариф» с реально высокими ценами за генерацию был принят в Украине, и это привело к значительному росту числа солнечных станций, но долго ли он продержится, неизвестно. Понятно, что в Украине хотят получить максимальную энергонезависимость от соседей, поэтому цены покупки электричества пока высоки. В России наоборот, генерируемое электричество будет покупаться дешевле чем потребляемое — энергоресурсов в РФ и так в избытке, и желания у правительства мотивировать людей на установку солнечных панелей нет. Но в любом случае, речь идет об излишках — то электричество, которое потребляется внутри дома, является прямой и чистой экономией, уменьшая платежи по обычному тарифу, а лишь излишки продаются государству. По идее, цель инсталляции солнечных панелей для домовладельца — уменьшить до нуля потребление электричества от внешней сети, а возможность продажи излишков городу это лишь приятный бонус, но не самоцель.

Кстати, если говорить об окупаемости в настоящее время, то судя по немецкому онлайн-калькулятору, окупаемость для панелей на крыше площадью 31м2 составляет для Германии порядка 9 лет:

Заключение

Получение солнечной энергии это достаточно интересный хобби-проект, в плане приобщения к чему-то новому. Ведь как известно, лучший способ изучить новую технологию это попробовать её самостоятельно. Можно сколько угодно читать чужие статьи, но увидеть собственными глазами результаты работы, влияние угла наклона панелей, придумать защиту от ветра, сбор статистики, и так далее — оно гораздо более интересно и дает гораздо больше опыта и понимания разных тонкостей.

В целом, результатами работы я вполне доволен. Стоимость проекта составила около 500Евро, что в плане затрат на хобби не астрономическая сумма, которая вполне сопоставима со средним игровым смартфоном или фотоаппаратом. 2 панели обеспечивают выработку от 10 до 180Ватт в зависимости от погоды и времени суток, что неплохо компенсирует работу разных домашних устройств, при этом даже если текущего потребления нет, излишки не пропадают а уходят в городскую электросеть.

Всем кто захочет повторить что-то подобное самостоятельно, желаю удачных экспериментов и побольше солнечных дней.

Что будет, если поставить солнечную батарею на балконе

Альтернативные источники энергии становятся более доступными. Солнечные батареи все чаще можно увидеть на загородных домах или городских балконах. Recycle выяснил, как установить солнечную батарею на балконе, сколько это стоит и зачем это нужно.

Солнечные батареи на балконе

Есть два варианта установки солнечных батарей – покупка готового набора, состоящего из панелей и системы аккумуляторов или самостоятельная сборка отдельных деталей.

Для тех, кто решит делать все своими руками, процесс изготовления домашней солнечной батареи подробно описан в сети. Энтузиасты из специализированных сообществ в социальных сетях также готовы дать советы.

Готовое решение обойдется несколько дороже – от 11 до 250 тысяч рублей, в зависимости от комплектации и размера. Например, такие варианты предлагаются на сайтах магазинов SolBat и «Энергопартнер».

Самостоятельная сборка будет стоить от пяти до 100 тысяч рублей, при этом нужно самим правильно подобрать детали установки. «Хотя я являюсь инженером и могу сам собрать любой прибор, я всегда буду голосовать за покупку цельной установки.

В российских условиях любому покупателю легче всего обратиться в helios-house или russolar и выбрать себе установку по вкусу, потому что вам не нужны лишние проблемы с ее сборкой», – рассказал Recycle Сергей Минаев, администратор закрытой группы в сети «ВКонтакте», посвященной использованию альтернативных источников энергии.

Для российских условий эксперты советуют выбирать поликристаллический модуль. Он лучше подходит для слабого российского естественного солнечного света. Все элементы панели с таким модулем покрываются специальным ламинатом, который устойчив как к перепадам температур, так и к воздействию снега и дождя.

Большая часть готовых солнечных установок оснащается аккумуляторами, контроллерами и устройствами с usb-выходами и стандартными выходами, пригодными для зарядки ламп, переносных девайсов и небольших бытовых приборов.

Батареи на балконе

Марина Быстрина из Санкт-Петербурга установила солнечную батарею на балконе: «У меня небольшая солнечная батарея, поликристалл, стоит на балконе, ее для меня собрали друзья. Она подключена к usb-переходнику, и я использую ее для включения мини-вентилятора летом и для турецких цветных ламп в течение всего года.

Главное – разобраться, для чего вам нужна такая установка. Весь свой дом вы на солярную энергию вряд ли переведете, нужны большие поверхности для установки батарей. В любом случае – пробуйте, любое использование возобновляемой энергии, особенно в наших погодных условиях – это огромный шаг вперед!»

У Ивана Герасимова из Новосибирска на балконе – 65-ваттные солнечные батареи среднего размера. По его словам, они позволяют накопить примерно по 6 Ампер/час. С помощью этой силы тока ему удается зарядить свой ноутбук примерно наполовину. Телефон от батарей можно зарядить полностью за несколько солнечных утренних часов, а два ночника от полностью заряженного аккумулятора могут работать три ночи подряд.

Установка вырабатывает более 2500 вт, или 2,5 квт. Средний ноутбук при работе потребляет в час около 100 вт, телефон – около 70, лампа – 10-15 вт/ч.

Если вы пока не готовы к покупке собственной установки, можно начать с приобретения домашних и уличных ламп, оснащенных солнечными батареями. Их можно приобрести в ИКЕА и «Утконосе». Они просты в использовании, экологичны и стоят недорого.

Разрешение на установку

Для установки солнечных батарей на балконе дополнительные юридические разрешения не требуются. В ЖЭУ по месту жительства уточнили, что, если батареи не мешают другим жильцам, то на их установку не нужно получать разрешений.

«Какого-то специального требования согласовывать установку солнечных батарей нет, если она не связана с изменением конструкции самого балкона. То есть, если панели легкие, не увеличивают нагрузку, если их размещение не связано, например, с демонтажом ограждения балкона, то никакого согласования в Мосжилинспекции не потребуется», – рассказал руководитель пресс-службы Мосжилинспекции Алексей Сенченко.

На всякий случай в Мосжилинспекции порекомендовали обратиться в Главное архитектурно-планировочное управление Москомархитектуры, чтобы узнать, не появятся ли претензии к изменению внешнего вида здания. В ряде случаев, когда речь идет о домах-объектах культурного наследия, памятниках архитектуры, изменение внешнего вида фасада здания возможно только с после получения разрешения.

Связанную с установкой солнечной батареи перепланировку регламентирует постановление от 25 октября 2011 г. N 508-ПП Правительства Москвы «Об организации переустройства и (или) перепланировки жилых и нежилых помещений в многоквартирных домах и жилых домах». В нем можно прочитать, в каких случаях все-таки потребуется согласование.

Подмосковный опыт

Десятки компаний предлагают установку солнечных батарей в Москве и Подмосковье. Несмотря на то, что производительность батарей в зимние месяцы снижается в три-четыре раза, их использование может обеспечить энергией небольшой загородный дом с необходимым минимумом электроприборов. Солнечные установки пользуются у жителей Подмосковья все большей популярностью.

Пользователь sarog70, использующий солнечные батареи в качестве источника энергии для своего загородного дома, на сайте forum-house.ru делится мнением, что максимум его солнечная установка вырабатывает 800 ватт, это немного, но для хозяйства хватает.

«Чаще мы устанавливаем батареи для загородных домов, а не в городах, потому что для их использования все-таки требуется пространство. Заказов стабильно 5-10 в месяц, причем берут как недорогие панели по 50 тысяч, так и установки за 400 тысяч, которые легко обеспечивают электричеством все, включая электромобиль, который есть тут у одного хозяина», – рассказали Recycle в пресс-службе подмосковной компании «ВитаСвет».

Чем больше размер батареи, тем эффективнее она работает. Так, для освещения дачного домика потребуется установка стоимостью не больше 150-200 тысяч рублей. Для большого дома – соответственно, большая и дорогостоящая установка. Снег зимой чистится обычной щеткой, а вода на на панелях не задерживается из-за положения установки, которое подбирает мастер с учетом условий на конкретном участке.

Комментарий для Recycle от британской фирмы Solar Wind

«Установка солнечных батарей у себя дома несет в себе много преимуществ. Солнечная установка не требует топлива. Использование энергии солнца требует затрат практически только на установку, а в дальнейшем потребитель получает уже исключительно бесплатную энергию.

Солярные установки бесшумны. Поскольку электричество производится путем прямого преобразования энергии света, то нет абсолютно никаких шумов и звуков. Солнечная система регулируется автоматически, ее не нужно постоянно включать и выключать как дизель.

Солнечные панели надежны, они гарантированно вырабатывают электроэнергию каждый день от восхода до заката. Кроме того, установки общедоступны. В Великобритании и России в этом смысле ситуации похожи: хотя солнца и не очень много, солнечный свет есть, и это критическое преимущество солнечных панелей перед ветряными и дизельными системами».

Солнечные батареи для квартиры на балконе

Кто из нас не мечтает об источнике бесплатной электроэнергии, к которому можно было бы подключить всю бытовую технику и навсегда забыть о счетах за электричество. Как ни странно, но такие источники существуют и успешно используются не только в промышленности, но и в быту, в том числе и для обеспечения электроэнергией отдельных частных домов. Ветряные мельницы, солнечные батареи – эти широко известные изобретения превращают один вид энергии в другой, не загрязняя окружающую среду, и не требуют при этом затрат на топливо. Конечно, назвать их абсолютно бесплатными нельзя, сами по себе такие установки довольно дорогие, но экономия от их использования очень скоро сможет оправдать все расходы. Бытует мнение, что альтернативные источники электроэнергии хороши для частных домов, на самом же деле они успешно используются и в условиях квартиры. В этом случае прекрасным решением является установка компактных и простых в исполнении солнечных батарей на балконе.

Устройство солнечных батарей

Солнечные батареи для квартиры на балконе должны быть небольшими, но достаточно мощными. Поскольку их мощность напрямую зависит от размеров, здесь нужно искать компромисс. Батареи представляют собой панели, состоящие из следующих элементов:

• аккумулятора;
• непосредственно солнечной батареи, состоящей из фотоэлементов;
• инвертора;
• системы управления.

Собрать систему самостоятельно не составит труда, поэтому ее установкой и подключением можно заняться самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Солнечная батарея со всеми комплектующими не занимает много места и полностью размещается в пределах балкона. В процессе эксплуатации она не требует особого ухода – ее достаточно при необходимости очищать от пыли и грязи.

Единственное требование – наличие системы отопления на балконе или хотя бы утеплительного слоя по всему периметру. Оборудование чувствительно к отрицательным температурам и в зимний период может работать с большими потерями энергии.

Установка солнечных батарей в многоквартирном доме

Элементы системы размещаются на балконе таким образом, чтобы не загромождать собой полезную площадь и при этом эффективно выполнять свои функции. Самым габаритным компонентом является аккумулятор. Его можно разместить под самым потолком, закрепив на стене, где он не будет никому мешать. Панель солнечной батареи, которая улавливает солнечную энергию и превращает ее в электрическую, закрепляется на стекле или в раме остекления. При этом она, будучи не совсем прозрачной, играет роль тонировки и надежно защищать от ультрафиолета.

Принцип работы солнечной батареи

Солнечная батарея – это, в первую очередь, набор фотоэлементов, которые, соединяясь между собой, формируют панель. Особенность фотоэлементов заключается в их способности генерировать электрическую энергию под воздействием солнечных лучей, что делает ее практически бесплатной. Количество производимой энергии зависит от материала панели и от ее площади. Таким образом, на выходе получается постоянный электрический ток, который попадает в инвертор, где преобразуется в переменный и может использовать в быту. Поскольку производительность батареи зависит от многих факторов (времени года, погоды, времени суток), энергия должна накапливаться впрок, для чего и используется аккумулятор. Он накапливает в себе электричество, а потом постепенно отдает его даже тогда, когда солнца нет, и батарея не выполняет свои функции.

Установка солнечных батарей на балконе

Одним из главных характеристик любой солнечной батареи является материал для фотоэлементов. Среди наиболее популярных:

• поликристаллы кремния – самый популярный материал на сегодняшний день, сочетающий в себе доступную цену и хорошие эксплуатационные характеристики. Панели из поликристаллов кремния легко устанавливаются, так что с их сборкой может справиться любой. Их характерная особенность – синий цвет поверхности, по которой их легко узнать;
• монокристаллы кремния более продуктивные, но их стоимость гораздо выше. Еще один недостаток – это их форма в виде многоугольника. Она не дает возможность подогнать отдельные монокристаллы впритык друг к другу, поэтому рабочая поверхность панели в результате оказывается не сплошной, а с множеством зазоров, что уменьшает полезную площадь;
• аморфный кремний наименее эффективный среди всех разновидностей кремния и самый дешевый из них. Его используют в тех случаях, когда не требуется большой мощности батареи, или же с целью экономии;
• теллурид кадмия наносится на стекло в виде пленки, толщина которой менее 0,5 мм. Сама пленка может быть непрозрачной или же частично пропускать свет, так что ее можно использовать и в качестве тонировки для оконного стекла;
• CIGS – полупроводник, фотоэлементы из которого тоже выпускаются в виде пленки, но его КПД выше, чем у таллурида кадмия.

Выбор материалов довольно большой, и чтобы подобрать подходящий, нужно разбираться в их эксплуатационных характеристиках. Менее продуктивные фотоэлементы стоят дешевле, но требуют большей площади панели, так что экономия здесь относительная. Разница в производительности довольно большая. Для примера, квадратный метр панели из монокристаллического кремния может давать до 125 Вт, а из аморфного кремния – 50 Вт.

На современном рынке наибольшим спросом пользуются монокристаллические и поликристаллические фотоэлементы. Первые имеют КПД порядка 13%, срок их службы около 30 лет, но при этом их производительность сильно зависит от погодных условий. Максимальный КПД можно получить только в солнечный ясный день, но в пасмурную погоду он значительно снижается. Поликристаллические фотоэлементы менее эффективные – их максимальный КПД составляет 9%, срок их эксплуатации тоже немного меньше – до 20 лет, но при этом их производительность практически не зависит от погоды.

Устанавливаем солнечные батареи на балконе своими руками

Плюсы и минусы солнечной батареи

К несомненным достоинствам данного источника энергии относится:

• полная независимость от наличия исходного топлива (таковым является солнечная энергия), в результате чего энергия получается практически бесплатной;
• экологичность, связанная с отсутствием продуктов сгорания или переработки;
• длительный срок службы, зависящий от материала фотоэлементов, но в любом случае не меньше 20 лет;
• надежность, которая обеспечивается простой и неподвижной конструкцией. Статичные компоненты системы редко выходят из строя;
• простота в эксплуатации. Панель солнечной батареи не нуждается в специальном уходе, ее достаточно просто периодически протирать, смывая пыль.

При всех своих достоинствах солнечная батарея имеет и ряд недостатков:

• зависимость продуктивности установки от времени суток и погоды. Чем интенсивнее и дольше светит солнце, тем больше энергии генерирует батарея, но ночью или в пасмурную погоду количество полученного электричества минимально;
• высокая себестоимость. Энергия на выходе действительно получается бесплатной, но за саму систему необходимо заплатить немало денег, правда, со временем эти траты окупятся;
• низкая производительность;
• необходимость в утеплении и отоплении помещения, где будет размещаться система.

Подключение к солнечной батарее

Сразу стоит отметить, что полностью отказываться от услуг централизованного электроснабжения не нужно. Солнечная батарея при всех своих положительных качествах остается альтернативным и дополнительным источником энергии, количество которой ограничено. Более побробно тут как вывести батарею на балкон. Первым делом придется отказаться от использования мощных и слишком «прожорливых» электроприборов, отдавая предпочтение энергосберегающим и маломощным. Для некоторых такие шаги могут быть связаны с определенными проблемами, ведь не всю бытовую технику можно заменить аналогами с пониженным уровнем электропотребления. Именно для таких случаев и нужно оставить возможность подключения к общественным электросетям.

Солнечная батарея вполне может обеспечить необходимое количество электроэнергии для одной квартиры, но даже частичное подключение к ней отдельных приборов даст неплохую экономию.

Монтаж солнечных батарей

Монтаж солнечной батареи на балконе

Перед тем, как окончательно принять решение об установке солнечной батареи, нужно взвесить все «за» и «против». Еще раз стоит напомнить, что балкон должен быть утеплен, а температура здесь не должна опускаться ниже указанной в инструкции отметки. В идеале это помещение лучше сделать отапливаемым, но не всегда это возможно. На всякий случай нужно оставить возможность подключения системы к общедомовой электросети.

Установка солнечных батарей на балконе квартиры довольно простая. Ее панели закрепляются на каркасе, выполненном из металлического уголка, который надежно фиксируется на несущих конструкциях здания: стенах или плитах перекрытия. При выборе места расположения панелей нужно помнить, что их придется регулярно очищать, поэтому их поверхность должна быть в пределах досягаемости. Максимальное количество энергии фотоэлементы генерируют при попадании на них солнечных лучей под прямым углом, но на протяжении года солнце меняет свое положение, поэтому панели должны поворачиваться на угол порядка 12º.

Установка солнечных батарей дома

Для монтажа солнечной батареи понадобится:

• лист стекла размерами 700х1050х4 мм (можно заменить оргстеклом);
• фотоэлементы, 48 штук. Их можно купить через Интернет, если рядом нет специализированных магазинов. Фотоэлементы будут устанавливаться в 4 ряда по 12 штук в каждом;
• алюминиевый уголок 20х20 мм;
• шины для пайки;
• паяльник;
• олово;
• флюс;
• мульитиметр;
• герметик.

Последовательность сборки солнечной батареи:

• изготовление корпуса, на котором держатся панели с фотоэлементами. Он представляет собой раму, сваренную из алюминиевого уголка, размеры которой превышают размеры стекла на 5-10 мм. Зазор между стеклом и рамой заполняется герметиком, что повышает прочность конструкции;
• напайка фотоэлементов. Работая с ними, нужно быть осторожными, ведь они очень хрупкие и при этом недешевые. Для надежной фиксации крайних элементов они припаиваются к шинам;
• подготовка стекла путем тщательного очищения и обработки обезжиривающим средством;
• установка стекла в алюминиевую раму и его фиксация в нужном положении;
• закрепление на стеклянной поверхности фотоэлементов. Между отдельными фотоэлементами должны оставаться зазоры;
• проверка качества пайки;
• нанесение герметика вдоль периметра стеклянной основы, по центру и заполнение им всех зазоров;
• отделка обратной стороны панели акриловым лаком.

Солнечные батареи для квартиры на балконе

Возможность использовать альтернативные источники энергии – популярная и интересная тема. Солнечные батареи – одно из решений, которое наиболее востребовано в регионах с частыми отключениями электроснабжения жилых домов. Их можно установить даже на небольших балконах городских квартир. Конечно, такая установка не сможет заменить традиционную электросеть, но у вас всегда будет возможность зарядить мобильный телефон и осветить комнату.

1. Из чего состоит солнечная батарея
2. Эффективность солнечной батареи
3. Экономическая целесообразность
4. Особенности установки и основные требования
5. Как собрать солнечную батарею своими руками

Из чего состоит солнечная батарея

Эффективность солнечной батареи

По отзывам пользователей, балконная система из 4-х панелей способна генерировать до 2-х кВт электроэнергии за световой летний день. Этого хватает на освещение квартиры энергосберегающими лампами, подзарядку мобильного телефона и, возможно, для работы некоторых бытовых приборов. Для полноценного пользования всей техникой (стиральной машиной, водонагревателем и плитой) тока, вырабатываемой балконной солнечной системой, конечно, недостаточно. В зимнее время производительность системы ниже в 3-4 раза.

Экономическая целесообразность

Стоимость брендовой заводской установки для комплексного бытового использования начинается от 250 000 руб. Понятно, что период окупаемости в средних широтах России будет очень долгим. Китайские аналоги стоят на порядок дешевле.

Систему можно собрать и своими руками из комплектующих, заказанных на AliExpress. По отзывам мастеров, самодельная конструкция, выполненная с надлежащим уровнем качества, обходится не дешевле готовой батареи из Китая, но такой подход будет интересен творческим людям с инженерным складом ума.

Особенности установки и основные требования

Монтаж солнечных батарей на балконе не требует согласований при условии, что конструкция не мешает соседям и не создаёт потенциальной опасности. Исключение составляют дома, являющиеся памятниками архитектуры в исторической части города – в этом случае изменение облика фасада возможно только после получения разрешения.

Чтобы солнечная батарея на балконе эффективно работала, необходимо соблюдать правила установки:

• Правильно выбрать место расположения батареи. Есть смысл устанавливать системы только на южной или юго-восточной стороне. Кроме того, нужно убедиться, что они не будут затеняться соседними зданиями, деревьями и конструкциями – тень, закрывающая только один элемент, снижает эффективность работы всей системы в 2 раза.
• Балкон должен быть застеклён и утеплён, так как на морозе аккумулятор быстро теряет заряд.
• В случае открытого балкона необходимо как минимум предусмотреть защитные короба, предохраняющие оборудование от влаги и загрязнений или размещать его в жилой комнате, что неудобно и неэкологично.
• В российских условиях с небольшим количеством солнечных дней рекомендуется использовать поликристаллические фотоэлементы – они более чувствительны даже к слабому световому потоку.
• Солнечная батарея работает наиболее эффективно, когда лучи падают на неё под углом 90 градусов. Поэтому в идеале система должна быть расположена не строго вертикально, а под соответствующим углом и иметь возможность регулировки вслед за отклонением солнца в течение года. В условиях городского балкона это реализовать довольно сложно.

Как собрать солнечную батарею своими руками

Чтобы собрать панель самостоятельно, нужны следующие материалы и комплектующие:

• стекло;
• фотоэлементы;
• алюминиевый профиль для рамки;
• герметик;
• проводник (можно использовать медный интернет-провод «витая пара»).

Из инструментов понадобится паяльник на 40 Вт и мультиметр.

Последовательность работ:

1. Рассчитать площадь и размер стекла так, чтобы на него поместились все фотоэлементы, с учетом зазора между ними в 3, 4 мм.
2. Нарезать алюминиевый профиль под углом 45 градусов. Собрать рамку будущей батареи.
3. Нарезать проводник нужной длины. Приступить к пайке фотоэлементов. Этот этап требует особой аккуратности и осторожности, так как кремниевые пластины очень хрупкие (можно купить уже подпаянные фотоэлементы и пропустить этот этап). Места пайки покрыть спиртовым раствором канифоли и залудить. Провода зачистить от изоляции, залудить и слегка припаять в нескольких точках. Затем основательно пропаять по всей длине.

Готовые подпаянные фотоэлементы

Тщательно проверить работу каждого элемента под нагрузкой. Если хоть один бракованный элемент попадёт в общую систему, то производительность батареи значительно снизится.

Соединить ячейки между собой. Сначала нужно последовательно собрать два независимых звена. Затем уложить их на стекло и соединить между собой параллельно. Параллельно-последовательное соединение обеспечивает наибольшую эффективность системы.

Приклеить фотоэлементы к стеклу силиконовым герметиком.

Установить заготовку в алюминиевую раму и также приклеить.

Обратную сторону батареи закрыть вторым слоем стекла. Стыки загерметизировать.

Соединить батарею с другими элементами системы и установить на балконе.

Подробную сборку солнечной панели, смотрите в нашем видео:

Несмотря на то, что установка солнечных батарей на балконе не сделает вашу квартиру полностью энергонезависимой, в некоторых случаях она очень хорошо выручает. В любом случае подобные эксперименты – это шаг вперёд в вопросе продуктивного использования альтернативных видов энергии.

Солнечные панели на балконе и лоджии: особенности, отзывы

Об автономности своего жилья задумываются отнюдь не только владельцы частных домов. Эта тема актуальна и для собственников квартир. И если собственной скважиной обзавестись они не могут, то об установке солнечной панели на балконе или лоджии многоэтажки портал RMNT готов вам рассказать.

Портал Rmnt.ru подробно рассказывал о разновидностях, правилах выбора и преимуществах солнечных панелей для частных домов. Касаться разновидностей больше не будем, отметив только, что для установки на лоджиях и балконах сейчас чаще всего применяются поликристаллические панели, способные работать даже в пасмурные дни.

Это логичный выбор, ведь в отличие от батарей, установленных на кровле частного дома или на участке, строго на юг, у владельцев выбор места размещения намного меньше. Конечно, идеально, если балкон или лоджия выходят на южную сторону дома. Можно поставить солнечную панель на балконе, выходящем на восток или запад, но следует быть готовым к существенному падению КПД.

Помимо отсутствия возможности выбрать сторону света для установки солнечной панели, перед владельцем квартиры встаёт проблема нехватки места. Посчитайте сами — одна солнечная панель мощностью 50 Вт имеет размеры 540х620х30 миллиметров. Сколько их можно установить непосредственно на стандартном балконе или за ним? Максимум четыре, свидетельствует опыт пользователей. На длинной лоджии, конечно, количество панелей можно увеличить.

Где устанавливать? Есть несколько вариантов:

• За балконом, под окнами или просто за парапетом, если балкон не остеклён. Нужно суметь обеспечить небольшой наклон вверх, чтобы «ловить» как можно больше солнечных лучей.
• На крыше балкона, если у вас последний этаж. В остальных случаях и для лоджий данный вариант не подходит.
• На окна с внешней стороны.
• На окна или стены с внутренней стороны. В этом случае панель оказывается защищена от ветра, дождя и снега, но, согласно отзывам владельцев, попробовавших такой метод установки, КПД солнечной батареи за стеклом будет меньше! Как отметил один из владельцев солнечных панелей на балконе, непосредственно на улице один модуль в солнечный день показывал выходной ток 5,7 А, а второй в это же время за стеклом — всего 3 А.

Кроме того, солнечная панель на окне, конечно же, будет скрывать окружающий пейзаж, в комнате будет темнее.

Важно! Для установки на стекло следует выбирать специальные гибкие модули. Они, кстати, не так заметны с улицы и полупрозрачны.

Важно! Зимой, когда температура меньше +5 градусов, КПД аккумуляторов существенно падает. По словам экспертов, хранить их на открытом балконе зимой категорически нельзя! Придётся заносить аккумулятор в дом и думать, как провести к нему провода с неутеплённого балкона.

Кроме самих солнечных модулей владельцам квартир потребуется контроллер заряда, аккумулятор (чтобы пользоваться солнечной энергией и в тёмное время суток), а также синусоидальный инвертор (Grid-tie инвертор). Цена вопроса будет разной. Причём сама солнечная панель может обойтись, например, в 5 тысяч рублей, а аккумулятор плюс контроллер и инвертор могут стоит уже до 50 тысяч рублей. В итоге, согласно отзывам пользователей, весь комплект из одного солнечного модуля и остального оборудования может обойтись в сумму минимум 70 тысяч рублей.

Важно! Пользователи советуют при установке солнечных панелей в рамах за окном на верхних этажах учитывать возможность сильных порывов ветра. Пусть сам модуль весит немного, но крепить его следует основательно!

Советуем вам покупать готовые комплекты, предназначенные именно для установки в квартирах. Такие балконные солнечные панели продаются со встроенным микроинвертором, преобразующим постоянный ток в переменный. В итоге не нужно будет ничего менять в системе энергоснабжения квартиры. Специальный модуль вставляется в розетку и ток распределяется по всей системе.

В Евросоюзе в 2019 году должен заработать технический стандарт DIN VDE 0100–551–1. Его полное название звучит как «Низковольтное оборудование для производства электроэнергии — Подключение оборудования для генерации электроэнергии для параллельной работы с другими источниками энергии, включая общественную сеть распределения электроэнергии». Удивительно, но до сих пор лишь в отдельных европейских странах владельцам квартир в многоэтажных домах было разрешено легально пользоваться солнечными панелями, подключёнными к общей сети. Новый стандарт должен изменить ситуацию.

Согласно его нормам, будут действовать ограничения:

• Пиковая мощность солнечных модулей не должна превышать 600 Вт. Впрочем, на обычном балконе больше и не установишь.
• Устанавливается максимальный лимит силы тока. Например, в Швейцарии данный показатель не должен превышать 2,6 А.
• Владельцы квартир, которые устанавливают солнечные панели, обязаны сменить электрический счётчик на специальный, оборудованный блокиратором. Связано это с тем, что в солнечный день модули могут вырабатывать электричества больше, чем потребили жильцы квартиры. В таком случае излишки электроэнергии поступают в общую электросеть, а счётчик начнёт крутиться в обратном направлении, уменьшая показатели потребления. В целом это справедливо, но чиновники решили, что неправильно. Рассматривается вопрос, что за установку счётчиков с блокираторами будут отвечать компании-поставщики электроэнергии.
• У системы должна быть функция защитного отключения.

Как быстро окупаются солнечные панели на балконе и лоджии? Нам удалось найти примеры подсчётов только для Германии. В условиях этой страны, когда комплект мощностью 300 Вт обходится примерно в 450 евро, а цена одного кВт·ч составляет 0,29 евро, покупка солнечных модулей со всеми комплектующими окупается в течение четырёх лет.

Видео по теме

Солнечные батареи для электроснабжения квартиры

• Основы работы солнечной панели
• Из чего состоит бытовая солнечная станция
• Эффективность домашней системы
• Экономическая составляющая
• Особенности установки
• Монтаж оборудования
• Солнечные батареи для квартиры плюсы и минусы
• Что говорит закон
• Заключение
• Видео по теме

Применение альтернативных источников электричества — тема, которая находится на пике популярности. Особенно в наших реалиях, когда отключение электричества в жилых домах частое и непредсказуемое явление. Поэтому солнечные батареи для квартиры на балконе могут стать популярным вариантом выхода из подобных ситуаций. Давайте подробнее рассмотрим возможность размещения солнечных панелей в городских условиях и экономическую целесообразность такого подхода.

Основы работы солнечной панели

Солнечная панель, по-простому говоря, — группа фотопластин, соединенных между собой. Солнечные лучики, оказываясь на фотоэлементах солнечной панели, генерируют электрическую энергию. И как следствие, вырабатывается постоянный электрический ток. Но для бытовых целей такой ток бесполезен, поэтому в систему включен еще один прибор — инвертор. Его задача преобразовать постоянный ток, вырабатываемый гелиопанелью в переменный, который уже можно применять для бытовых целей.

Но, не все панели одинаковы. Основной показатель солнечной батареи — из какого материала она изготовлена. А их несколько:

• поликристалл кремния — самый применяемый проводник, который удачным образом сочетает и доступную цену, и отличные эксплуатационные параметры. Их, кроме всего, можно установить самостоятельно, что называется своими руками. Они легко распознаются по ярко-синему цвету поверхности панели;
• монокристалл кремния — гораздо выше по производительности, но и себестоимость изготовления на порядок выше. Для промышленных систем малопригодна из-за своей формы в виде многоугольника. Такая форма не имеет физической возможности плотной компоновки фотоэлементов — неизбежно появляются зазоры. А это сокращает полезную площадь;
• аморфный кремний — самый малоэффективный тип кремния, но и самый недорогой. Может пригодиться, если от батареи не ожидают предельно больших мощностей;
• теллурид кадмия — наносится на стеклянную плоскость, толщиной 0.6 мм. Такой пленочкой (непрозрачной или частично прозрачной) можно затонировать оконное стекло;
• CIGS — также пленочный полупроводник, но по сравнению теллуридом кадмия располагает более высоким КПД.

Материалов для изготовления панелей, как видим, достаточно много. Какой установить? Для этого нужно определиться с вашими финансовыми возможностями и какой эффект от применения такого типа солнечных панелей вы ожидаете. Так дорогие монокристаллы могут выдавать до 125 Вт, а недорогой аморфный кремний — 50 Вт.

Рекомендуем к прочтению: подробно о том, что такое солнечные батареи, какие есть преимущества и недостатки их применения, а также как сделать солнечную батарею в домашних условиях своими руками.

Наиболее популярны батареи из монокристаллического и поликристаллического кремния. Монокристаллы обладают КПД на уровне 13 % с большим сроком эксплуатации — порядка 32 лет. Но надо учитывать, что их производительность чрезвычайно зависит от влияния погоды. Ясный и солнечный день дает возможность выжать из таких панелей максимальный КПД, но при пасмурной погоде этот показатель стремительно падает.

Поликристаллы не такие эффективные — КПД на уровне 9 %. С пониженным сроком эксплуатации — около 20 лет. Но погодные условия практически не влияют на их производительность.

Из чего состоит бытовая солнечная станция

Теперь немного познакомимся с тем, без чего получить электроэнергию для дома из гелиопанелей не получится.

1. Солнечная панель — выдает электричество под влиянием солнечного света. Тут надо понимать, что размеры панели могут быть разные. Но солнечная батарея на балконе категорически обязана вписываться в габариты лоджии:И иметь размеры 540×620×30 мм. Вес одной панели порядка четырех килограмм. Ценник для гелиопанели в 50 Вт начинается от 5000 рублей.Понятно, что балконы по размеру разные. Если принять в расчет указанные габариты, таких панелей можно разместить от 2 до 4-х штук.
2. Аккумулятор накапливает преобразованную солнечную энергию.
3. Контроллер — с его помощью постоянный ток от аккумулятора перестраивается в ток, который пойдет по цепи дальше.
4. Инвертор — нужен для преображения постоянного тока, поступающего с клемм аккумулятора, в переменный, иногда комбинируется с контроллером.

Эффективность домашней системы

Исходя из практического применения, балконные системы с 4-мя панелями смогут выработать около 2-х кВт электроэнергии в течение всего светового дня. И на что их можно потратить? Этого может хватить на освещение комнаты или даже всей квартиры, при условии применения энергосберегающих ламп. Точно хватит, чтобы подзарядить ваш смартфон. Но стиральную машину, различного рода водонагреватели, электроплиту балконная солнечная система однозначно не потянет. Кроме того не забываем про зимний период, когда эффективность системы падает в 2–4 раза.

Экономическая составляющая

Брендовый комплект для бытового применения, конечно, стоит по-разному. Нижняя планка набора от 260 100 руб. Их китайские аналоги стоят гораздо дешевле. Но в любом случае, надо отдавать себе отчет в том, что период окупаемости для средних Российских широт будет очень длительным. Но не стоит сразу пугаться, с каждым годом технологии модернизируются, производители солнечных панелей в России расширяют ассортимент и становятся все более конкурентными, а продукция становится все более доступной.

Особенности установки

Если вы все-таки решили, что вам нужны солнечные батареи для вашей квартиры, то для их эффективной работы нужно придерживаться определённых правил:

1. Правильное расположение имеет значение. Идеально если ваша квартира выходит на южную или юго-восточную сторону дома. Хорошо, чтобы не было соседних многоэтажек. Иначе тень от них будет перекрывать потоки солнца, и эффективность системы упадет в 2 раза.
2. Лучше будет если балкон уже предварительно застеклен и утеплен. Если там будет находиться аккумулятор (а в квартире для него трудно выделить отдельное место), то в морозные дни его емкость будет быстро снижаться или вообще потеряет заряд.
3. Если нет остекленного балкона, то все необходимое для работы солнечной панели оборудование надо защитить влаго-пыленепроницаемыми коробами.
4. Для наших российских малосолнечных дней оптимальный вариант панели на поликристаллических фотоэлементах, которые работают даже в условиях недостаточной освещенности.
5. Не забываем, что эффектная работа гелиопанелей зависит от угла падения солнечных лучей. В идеале — если они попадают на поверхность панелей под углом в 90°. К тому же желательно, чтобы панели обладали функцией автоматического слежения за положением солнца. Хотя, надо признать, что в условиях балкончика — это трудно выполнимая задача.

Монтаж оборудования

И всё-таки комплект всех составляющих для выработки электричества на своем балкончике приобретен. Но не лишним будет дополнительно упомянуть, что если солнечные панели с успехом могут быть смонтированы на внешней стороне лоджии, то всё вспомогательное оборудование лучше размещать за остекленным и утепленным местом. Прочитайте внимательно инструкцию к приборам и о том, как подключить солнечную панель. Именно здесь можно почерпнуть бесценные сведения об минимально допустимой температуре окружающей среды. В более выигрышном положении находятся гелиосистемы напротив окон внутри квартиры.

Итак, какие инструменты и материалы понадобятся:

• Стекло (оргстекло) для защиты фотопанели;
• Профильный уголок из алюминия с полкой 20х20мм;
• Шины для пайки контактов;
• Паяльник;
• Мультиметр;
• Специальный герметик в тубах.

Операции по сборке гелиопанели:

• Из профильного уголка изготавливается рама под размер гелиопанели с 10-ти миллиметровым зазором. В дальнейшем этот зазор будет заполнен герметиком;
• Пропайка контактов на фотоэлементах. Крайние контакты для надежности припаиваются к шинам;
• Подготовить стекло. Тщательным образом зачистить и обезжирить специальными жидкостями всю поверхность с обоих сторон;
• Установить стекло в подготовленную раму и надежно зафиксировать;
• На стекле разместить и надежно закрепить фотоэлементы. Оставить монтажные зазоры;
• С обратной стороны панель обработать акриловым лаком.

При установке собранной конструкции, необходимо солнечные панели надежно закрепить на элементах конструкции самого балкона. Место установки лучше всего подобрать заранее, так как всю поверхность необходимо периодически очищать. Про правила установки мы уже говорили — желательно, чтобы он был под определенным углом к солнечным лучам.

Солнечные батареи для квартиры плюсы и минусы

Современные тенденции в применении чистых источников энергии позволяют сделать вывод об этих источниках энергии, что это самое перспективное направление на ближайшее будущее.

Основные достоинства такого источника энергии:

• Независимость от городской электросети;
• За выработанное электричество не придется ежемесячно платить;
• Как мы уже писали, эти девайсы обладают длительным периодом службы 20–30 лет;
• Простота конструкции придает надежность собранной системе;
• Простота в работе. Какого либо особого ухода не требуется.

Недостатки тоже есть:

• Продуктивность системы зависит от временного промежутка в течение суток и погодных условий;
• Довольно высокая себестоимость, при большом периоде самоокупаемости;
• Низкая производительность;
• Все-таки, это дополнительный источник электричества, а не постоянный;
• Все приборы необходимо оградить от попадания на них атмосферных осадков. Сам балкончик должен быть остеклен и утеплён.

Что говорит закон

Для того чтобы установить особых согласований не нужно. Главное, чтобы соблюден ряд условий:

1. Ваша конструкция не должна мешать соседям.
2. Не должна нести потенциальной опасности.

Но есть и исключения. Вам потребуется разрешение, если ваш дом относится к памятникам архитектуры или находится в историческом районе города. Изменить облик фасада возможен после получения специального разрешения из управления архитектуры вашего города. Такое же разрешение необходимо, если вы собираетесь переустроить сам балкон, иными словами говоря, изменить его конструкцию. К примеру, снять ограждение балкона.

Да, для установки солнечных панелей на балконе уже продаются готовые наборы. Но необходимо учесть, что такого набора гарантированно не хватит для электроснабжения всей квартиры. 65-вватная панель зарядит смартфон примерно за 3–4 часа. Если отключат свет, квартиру можно осветить с помощью светодиодных лент, подключенных к гелиопанели.

Можно установить панели внутри квартиры. Но помните, что стеклянное окно за счет отражения лучей солнца заберет примерно половину паспортной мощности системы.

И напоследок. Если все же вы твердо решили установить всю конструкцию на балкон или в квартире, то вам нужно будет приобрести и установить качественный гибридный инвертор (не с Алиэкспресс), а лучше два (на случай поломки).

Заключение

Теперь мы знаем, что с 7 утра и до 17 вечера мощность панели в солнечную погоду будет на уровне 30 Вт, что само по себе уже неплохо. В пасмурную погоду мощность естественно будет падать. Об экономической составляющей мы уже говорили – каждый сам решает, насколько ему необходима такая система, которая за неделю сможет выработать всего 2 кВт/час.

Но все же если не учитывать того момента, что установка такого комплекта на балконе не даст квартире полную энергонезависимость, в наших российских реалиях такой комплект может хорошо выручить — зарядит смартфон, светодиодные ленты будут давать свет. Кроме всего прочего, вы будете себя чувствовать сопричастным к процессу использования альтернативных источников энергии.

Видео по теме