Солнечные батареи на крышу дома – Что нужно для установки солнечных батарей. Использование солнечных батарей на крышах частных домов. Способы использования преобразователей на кровле частных домов.

Содержание

Солнечная батарея на крыше дома

Монтаж солнечных батарей

Установку панелей выполняют как непосредственно на крышу, так и на несущую конструкцию, специально предназначенную  для этих целей.

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу домаustanovka-2
Установка солнечных батарей на крышу домаУстановка солнечных батарей на крышу домаustanovka-1

В первом варианте  панели будут размещены под фиксированным углом, что создаст определенные сложности при их эксплуатации, к примеру,  в периоды пониженной интенсивности солнца. Таким образом,  единственным приемлемым видом панелей останутся  только не зависящие от активности солнца.

Чаще при установке используют второй способ, тем более что он применим к любой кровле. Несущая конструкция помимо того, что придает  устойчивость к атмосферным воздействиям, к примеру, сильным порывам ветра,  дает возможность регуляции угла наклона.

На заметку
Крыша дома может иметь любую конфигурацию, за исключением скатных с уклоном более 40°.

  • Если наклон крыш для солнечных батарей не превышает 40°, то в этом случае монтаж выполняют либо на рамную конструкцию, либо без нее.
  • На плоской  крышах установку выполняют на наклонную плоскость  специального металлического каркаса.
  • На стене подобные  батареи устанавливают очень редко. Как и в предыдущем случае монтаж выполняют на рамной конструкции, обязательно с наклоном.
  • Гелиосистемы в квартирах обычно устанавливают либо на крыше балкона или лоджии или с наружной стороны.

Полезно
Хотя  солнечные батареи на крыше многоквартирного дома по общей стоимости будут дороже индивидуальных, однако сократят расходы по эксплуатации. Не надо забывать, что на крышах  высоток отсутствуют затемненности, а, значит,  модули  на них будут работать с большей производительностью.

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу домаustanovka-3
Установка солнечных батарей на крышу домаУстановка солнечных батарей на крышу домаustanovka-4

Установку на земле выполняют на  специальной  опорной  конструкции, расположенной не ниже полуметра от земли. Это вариант рекомендован, в частности,  для регионов с сильными снегопадами.

На какие моменты нужно обратить внимание при монтаже

  • Проверьте, в состоянии ли кровля противостоять суммарной нагрузке, образованной  от  веса рамы и самой панели.
  • Объекты, которые находятся вблизи,  не должны откидывать тень на панели. В противном случае
  • из-за недостатка  энергии солнца понизится КПД оборудования,
  • в системе ряд панелей из-за тени, падающей на их поверхность,  не будут работать,

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.

Как устроен каркас

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома
  • Конструкцию фиксируют при помощи металлических угольников размером 5*5 см и 2,5*2,5 см. Последние используются для распорных перекладин.
  • Крепление выполняют при помощи шести- и восьмимиллиметровых болтов.
  • Под кровельное  покрытие каркас подвешивают, используя 12-миллиметровые шпильки.
  • В угольниках предварительно просверливают отверстия под шурупы, которыми фиксируют панели.

Внимание!
Каркас не должен иметь перекосов, поскольку  в противном случае из-за возникшего на поверхности стекла напряжения оно может просто лопнуть.

В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.

https://youtube.com/watch?v=Zns2Hw2QWAw%3F

2019 stylekrov.ru

Собрать самому или с помощью специалистов

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу домаВыбор целиком за вами! Если у вас рабочие руки и «есть голова на плечах» можете смело приступать к самостоятельному монтажу солнечной батареи.

Но перед этим изучите литературу по самостоятельной установке солнечных батарей, выберите правильное место, исходя из вышеприведенных особенностей, запаситесь необходимыми инструментами и смело приступайте к установке.

Плюсы от самостоятельного монтажа безусловные — экономия денег и приобретение бесценного опыта, который в дальнейшем может вам пригодится. Но и недостатки имеются — вы потеряете свое время, а в случае неправильной установки и, следовательно, низкой эффективности батареи виноваты в этом будете только вы.

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу домаВ случае обращения к квалифицированным специалистам, вы получите качественную услугу, и, в случае неправильного функционирования, можете обратиться к ним же, с целью устранения ошибки.

Свое время на это вы не потратите, но понесете материальные потери. Поэтому взвесьте самостоятельно все «за» и «против» перед окончательным выбором варианта установки.

Процесс монтажа солнечных батарей

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

Эффективность работы солнечных батарей напрямую зависит от правильности их установки. Поэтому перед началом установки солнечных батарей на скатную крышу необходимо:

  • осуществить проверку прочности поверхности крыши, возможность доступа к батареям;
  • месторасположение солнечных батарей не должно загораживаться;
  • лучше всего, если каждая плоскость будет устремлена в сторону юга.

Существует несколько способов сборки солнечных батарей. Для достижения наивысшего КПД можно комбинировать сразу несколько систем:

  • Поворотный механизм. Такая конструкция самая лучшая благодаря наличию встроенного электрического двигателя, способного менять наклон и поворот, можно непрерывно отслеживать положение солнца и получать от него максимум энергии.
  • Рамная конструкция. Этот тип монтажа солнечных батарей считается самым распространенным, так как подходит для большинства современных крыш.
  • Установка без подложки. Если скат вашей кровли приближен к сорока градусам, такой способ монтажа будет самым актуальным. В данном случае возможно заменить обычную кровлю солнечными батареями.

Монтаж солнечных батарей при помощи рамной конструкции

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

Этот тип самый приемлемый для многих пользователей. Для монтажа такой конструкции необходимо:

Рассчитать, выдержит ли крыша вес оборудования.
Рекомендуется усилить стропила в местах установки солнечной батареи.
Если вы планируете крепление нескольких батарей, для этого вам необходимо приобрести угловой профиль, имеющий размер 25×25. Если планируется монтаж на крышу дома более десяти квадратных метров, тогда для основания подойдет металлический уголок, размером 50×50.
Желательно, чтобы общий каркас был сварным, он более устойчив к порывам ветра

Или можно соединить детали при помощи болтов 6 и 8 мм.
Если ваш дом расположен в безветренной местности, для монтажа конструкции можно использовать алюминиевый профиль, несмотря на высокую стоимость такого профиля, его малый вес не будет создавать сильной нагрузки на крышу.

Важно, чтобы скос был регулируемым. Для этого детали должны подвижно соединяться в нижней части.
Для закрепления основы к кровельным балкам используется шпилька, ее диаметр должен составлять 12 мм

Место крепления можно усилить посредством шайб и подкладок.
После процедуры крепления каркаса следует подключить устройство к аккумуляторам, инверторам, контроллерам и к электросети дома.

Важно: Если вы устанавливаете панели в несколько рядов, проследите за тем, чтобы передний ряд не затемнял последующие. Солнечную панель можно использовать в доме, который на многие километры удален от электросетей

Автономная электрическая система намного выгоднее электроэнергии, так как за покупку и монтаж оборудования вы заплатите всего лишь раз, а пользоваться бесплатным электричеством сможете на протяжении многих лет

Солнечную панель можно использовать в доме, который на многие километры удален от электросетей. Автономная электрическая система намного выгоднее электроэнергии, так как за покупку и монтаж оборудования вы заплатите всего лишь раз, а пользоваться бесплатным электричеством сможете на протяжении многих лет.

Применение

Гелиосистемы применяют для обеспечения электричеством предприятий, отелей, больничных комплексов, дачных поселков, деревень, которые расположены на значительном удалении от ЛЭП либо испытывающих частые перебои со светом. Устройства, работающие на фотоэлементах можно встретить на суднах и поездах.

Гелиосистемы могут выступать вспомогательным и самостоятельным прибором для производства энергии. Их можно подключать совместно с магистральной сетью, ветровым, твердотельным и жидкостным генератором. При одновременном подключении магистрального электричества и установки на фотоэлементах, в первую очередь расходуется ток от фотоэлементов. Если его недостаточно, система начинает отбирать электроэнергию из магистральной сети. Но если произойдет отключение магистрального электричества. Электроэнергия от гелиосистемы также перестанет поступать.

Кроме получения электроэнергии, естественный свет используют для обогрева зданий. В этом случае устанавливают солнечные коллекторы. Их мощностей хватает для нагрева воды до 200 С, а стоимость системы сравнима с ценой не самого качественного электрического водонагревателя, который потребляет огромное количество электричества, а нагревает от силы до 98-100 С. Преимущества коллекторов по сравнению с иными системами неоспорима:

  • работают на бесплатной энергии
  • экологически чистые
  • не требуют тщательного ухода
  • безопасные
  • мощные
  • сравнительно не дорогие

Особенности солнечных батарей

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу домаЧто касается домашнего использования подобных преобразователей, то здесь можно выделить следующие преимущества:
  1. Длительный срок эксплуатации. Со временем изначальные возможности не теряются.
  2. Редкие поломки. В большинстве случаев неисправностей в работе солнечных батарей не наблюдается. Поэтому вам вряд ли понадобится специализированное сервисное обслуживание.
  3. Применение альтернативных источников позволит вам существенно экономить на газу и электричестве.
  4. Эксплуатация солнечных батарей проста и непринужденна.

Недостатками отметим следующие пункты:

  1. Это дорогостоящая технология.
  2. Эффективность батарей значительно уступает обычным энергоисточникам.
  3. Для получения альтернативной энергии потребуется дополнительное оборудование – это дополнительная статья расходов.
  4. Применение солнечной энергии нецелесообразно для тех бытовых приборов, которым требуется больший объем мощности.

Этапы монтажных работ

Итак, перед тем, как самостоятельно устанавливать панели на крыше жилого дома, Вы должны убедиться в следующем:

На основании всех этих моментов нужно первым делом самому правильно выбрать, где лучше установить систему на крыше дома. Сразу же следует отметить, что система должна находиться на южной стороне постройки, так как именно на эту область приходится максимальное количество солнечной энергии в световой день.

После того как Вы определитесь, где именно будут размещены панели (либо коллекторы), необходимо переходить к сборке рамной конструкции и установке ее на кровлю. Обязательно используйте только металлические уголки и профиля. Изготавливать каркас из бруса не рекомендуется, т.к. он быстрее потеряет свои прочностные свойства. Лучше всего использовать квадратный профиль 25*25 мм либо уголок, но на данном этапе все сугубо индивидуально – если Вы решили установить солнечную батарею большой площади, сечение профиля должно быть на порядок больше.

Полный обзор монтажных работ

Установка креплений на крыше

Отдельное внимание нужно уделить углу наклона панелей к плоскости горизонта, а иначе говоря – земной поверхности. Для каждого региона условия немного отличаются, но обычно весной рекомендуется выполнять установку солнечных батарей под углом 45 градусов, а ближе к осени 70-75

Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем. Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов.

Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что на плоской крыше или на земле не нужно выполнять горизонтальную установку панелей. В зимнее время Вам придется постоянно убирать снег с поверхностью, а иначе система не будет работать

Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу). Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха

Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома). Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома.

Порядок монтажа системы электроснабжения участка на мачтах и стене Вы можете на данном видео:

Как правильно установить конструкцию на столбах

Крепление панелей на стене

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками! Надеемся, что предоставленная инструкция с фотоотчетами и видеоуроками была для Вас интересной и полезной!

Также читают:

  • Как меньше платить за свет легально
  • Как выбрать солнечные батареи для дома
  • Как сделать светодиодный прожектор своими руками
  • Схемы подключения солнечных батарей

Монтаж

Монтаж солнечных батарей на крышу начинают с сооружения каркаса. Для этого применяют алюминиевый профиль. Также можно купить готовые алюминиевые рамы либо каркасы.

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

Если вы решили изготовить каркас самостоятельно, в раме из профиля просверлите отверстия под крепежные элементы. Внутреннюю поверхность уголка покройте силиконовым герметиком. Его наносят равномерно, без промежутков и значительных утолщений. Туда укладывают лист прозрачного поликарбоната, оргстекла или стекла с антибликовым покрытием, прижимают и прикрепляют к профилю метизами. Силикон должен полностью просохнуть. Непросохший состав оставит на листе из прозрачного материала разводы из-за испарения некоторых фракций. Такая конструкция обеспечивает высокую жесткость и надежное крепление модулей.

В качестве метизов используют специальные фиксаторы либо болты, которые крепят через отверстия в рамках панелей, просверленных на заводе. Если вы воспользуйтесь саморезами или просверлите рамки фотоэлементов самостоятельно, оборудование утратит заводскую гарантию.

Далее каркас закрепляют на крыше. Если кровля покрыта черепицей, в местах крепления каркаса черепицу сдвигают, прикручивают профиль, возвращают черепицу на место. На готовый каркас метизами прикручивают панели, каждую в четырех точках.

В стандартном проекте для сборки батареи используют 36 элементов. Размер готовой рамы 83,5Х69,0 см. Закрепляя, оставляют зазор в 3-5 мм. Это необходимо для сохранения целостности конструкции, поскольку под воздействие температурных перепадов происходит термическое расширение/сжатие каркаса.

Как подключить солнечную батарею?

Гелиосистема состоит из:

  • панелей на фотоэлементах
  • контроллера заряда
  • аккумуляторных батарей (1 или более)
  • инверторов
  • соединительной проводки

Разные производители поставляют оборудование в различной комплектации. Как правило, контроллеры, инверторы, аккумуляторы, а иногда и проводку приходится приобретать отдельно.

Схема подключения солнечных панелей следующая.

1. Медным кабелем соедините аккумулятор и контроллер (плюс с плюсом, минус с минусом).

2. Присоедините к контроллеру фотоэлемент (плюс с плюсом, минус с минусом). При подключении нескольких модулей, соберите цепь последовательную (увеличивается суммарное выходное напряжение), параллельную (увеличивается суммарную выходную мощность) либо смешанную (повышаются оба параметра).

Схема подключения последовательно соединенных солнечных батарей: «+» первой панели подключите к «-» второй, «+» второй к «-» третьей и т.д. Выводные провода будут от «+» первой и «-» последней панели.

При параллельном, соединяйте «+» первого элемента с «+» второго, «-» первого с «-» второго и т.д.

При смешанном, соберите группы из параллельно соединенных элементов, затем группы соедините последовательно. В группах должно быть равное количество модулей.

3. Соедините инвертор с аккумулятором (плюс с плюсом, минус с минусом).

Порядок подключения нарушать нельзя. Это может привести к поломке контроллера.

Последнее время стоимость гелиосистем снижается. Это дает хорошие надежды, что в скором будущем доля экологически чистой энергии значительно возрастет. Энергия Солнца уже играет весомую роль среди возобновляемых источников энергии и продолжает набирать популярность.

Виды солнечных панелей

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

Солнечные батареи активно используются для отопления дачных и загородных домов. Такие устройства образуют электрическую энергию в ток при прямом попадании солнечных лучей на поверхность и выводятся из панели. Одна пластина площадью 1 квадратный метр может обеспечить энергией устройство мощностью в 250 Вт, поэтому, чтобы максимально улучшить принцип работы, их устанавливают ближе друг к другу. Нередко сооружают целую крышу в виде солнечных батарей. Ток, образованный в результате фотосинтеза, посредством распределителя попадает в аккумуляторы и затем в инвертер электросети.

Важно: От объема аккумуляторов солнечных батарей напрямую зависит продолжительность их дневной работы. Аккумуляторы подзаряжаются в течение дня, пока используется накопленная энергия за предыдущий день

Большого внимания заслуживают солнечные панели на скатную крышу, в основе которых состоят кремниевые полупроводники:

  • Монокристаллические панели. Они гораздо эффективнее предыдущих моделей, но их стоимость в разы превышает цену за предыдущий вариант. Их пластины состоят из чистого кремния. Кристаллы внутри конструкции однородные и направлены в одну сторону. После того, как они затвердевают, их режут на тонкие пластины. КПД такой батареи, если погода солнечная, способен достичь 20 процентов. Хотя с наступлением осадков активность батареи снижается. Конструкция устойчива к влаге, но требует регулярной очистки от пыли. Она обладает сравнительно небольшими размерами и высокой мощностью. Внешние пластины из монокристаллов имеют черный цвет и однородную структуру.
  • Поликристаллические панели. Здесь наблюдается отличное соотношение количества вырабатываемой энергии и их стоимости. Монтаж солнечных батарей на скатной крыше не требует больших затрат и специальных навыков. В состав таких панелей входит кремний, хотя технология их производства более простая. Уровень КПД у таких солнечных батарей составляет не больше 18 процентов, но при облачности их эффективность не снижается. Пластины синего насыщенного цвета можно устанавливать в частных домах как дополнительный источник электроэнергии.
  • Батареи с аморфным кремнием. В их состав входят не кристаллы, а силан и кремневодород. Они эластичны и могут принимать любую форму. Уровень КПД таких батарей составляет всего 6 процентов, хотя во время облачности такие источники энергии и тепла отличаются хорошей производительностью.

При выборе солнечной панели важно обращать внимание на уровень КПД, срок эксплуатации и стоимость. Если вы ищете конструкции с максимальной производительностью и компактностью, выбирайте монокристаллический вариант. Хотя оптимальным вариантом по соотношению цены и качества послужит поликристаллическая модель

Если говорить об аморфной конструкции, для получения хорошей мощности вам потребуется достаточно большой по площади фрагмент

Хотя оптимальным вариантом по соотношению цены и качества послужит поликристаллическая модель. Если говорить об аморфной конструкции, для получения хорошей мощности вам потребуется достаточно большой по площади фрагмент.

Важно: Кристаллические батареи способны прослужить до 25 лет, общий срок службы составляет 50 лет. Аморфные конструкции лишаются до сорока процентов мощности уже через три года эксплуатации

Выбор аккумуляторов

При выборе солнечных установок для дома первым делом нужно подобрать аккумуляторы. Рекомендуют свинцово-кислотные, не обслуживаемые из-за их высоких эксплуатационных и экономических показателей. Затем рассчитывается количество энергии, которое сможет дать солнечная панель. От этого зависит время, которое аккумуляторы смогут работать без подзарядки. Нужно обдумать и характер применения будущей энергосистемы. Если ваша установка планируется для дачного домика, то лучше выбрать мощные аккумуляторные батареи, которые будут заряжаться пять дней и два дня давать вам энергию.

После выбора и закупки всего необходимого можно сделать монтаж системы. Солнечные панели нужно крепить на фасаде или на кровле дома. Устанавливают их там, где освещенность максимальная. Направить панели лучше на юг, под наклоном в 45 градусов к горизонту. Монтажный кабель делают максимально коротким. для уменьшения потерь напряжения. Крепление аккумуляторных батарей и блока управления (контроллер) – делают на минимальном удалении друг от друга. Выполняйте все инструкции, которые даны в паспортах на изделия.

За рубежом излишки электроэнергии покупаются у домовладельцев государством, что дает быструю окупаемость солнечных батарей и стимулирует их применение.

Большим плюсом для описанной системы является экологическая чистота и безопасность для людей. Даже высокая начальная стоимость этих агрегатов, зависимость от географического положения и погодных условий не запрещает этим установкам завоевывать все новые дома и постоянно совершенствоваться технически. Энергия солнца должна быть у людей на службе.

Современные технологии позволяют практически всем использовать альтернативные источники электроэнергии, которые взаимодействуют с природными ресурсами. Одним из таких устройств являются солнечные батареи, преобразующие энергию от солнца в электропитание. Конструкция предполагает наличие фотоэлектрических компонентов, которые при объединении способны обеспечить требуемую мощность. В статье мы рассмотрим принципы, по которым производится установка солнечных батарей в частных домах.

На сегодняшнем рынке можно найти широкий выбор панелей, предназначенных для преобразования солнечной энергии. Однако продукция может принципиально отличаться как по типу материала, так и по другим параметрам

Помимо этого важно знать, как осуществляется монтаж солнечных батарей своими руками

Достоинства и недостатки

Установка солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей на крышу дома

Итак, что же дает установка солнечных батарей на крыше дома?

Как правило, прежде всего выделяют  следующие достоинства гелиосистем:

  • довольно продолжительный эксплуатационный срок, причем эксплуатационные характеристики панелей не изменятся;
  • подобное оборудование редко создает проблемы, можно сказать, что им не требуется сервисное обслуживание;
  • установка альтернативного источника дает существенную экономию финансов, поскольку уменьшаются расходы  на электричество и газ;
  • модули просты в эксплуатации.

Из недостатков отметим:

  • высокую стоимость;
  • гелиопанели менее эффективны, нежели стандартные источники энергии;
  • при использовании гелиосистем необходима  синхронизация энергий, полученных от разных источников: солнечных  и традиционных источников.  Делается это при помощи добавочного оборудования, что, безусловно, связано с новыми затратами.
  • эти модули нельзя использовать с электроприборами, для функционирования которых требуются большие мощности.

Солнечная батарея на крыше дома

Купить солнечную батарею - не главное, главное - правильная ее установка.

Купить солнечную батарею — не главное, главное — правильная ее установка.

Мало купить солнечные батареи – нужно правильно их смонтировать и учесть несколько важных моментов, чтобы даже изделия «настоящих китайских мастеров» могли выдавать свои заявленные изготовителями характеристики.

Оговоримся сразу – будем рассматривать варианты установки солнечной батареи и солнечного коллектора. Первая производит электрический ток, а второй – тепло. Однако устанавливать их можно, руководствуясь одними и теми же правилами.

Установка солнечного коллектора производится по тем же правилам, что и установка солнечной батареи.

Установка солнечного коллектора производится по тем же правилам, что и установка солнечной батареи.

Варианты установки солнечных батарей

Установка солнечных батарей возможна в нескольких местах:

1. Крыша дома любой конфигурации, кроме скатных крыш, имеющих наклон более 40 градусов.

2. Стены дома. Они по умолчания вертикальные (90 градусов к плоскости земли).

3. Поверхность земли либо невысокие хозяйственные постройки с плоской крышей.

Рассмотрим первый из этих вариантов, и сразу решим – какие плюсы, и какие минусы у него есть, и что учесть при монтаже для варианта «крыша».

Чтобы правильно установить солнечную батарею на стены дома – читайте другую статью на сайте.

Вариант с поверхностью земли и вариант с установкой на плоскую крышу невысокого строения пока не рассматриваем, так как снежный покров на значительной территории России сведет на нет все усилия по установке. А чтобы установка работала, придется нанимать отдельного дворника со снеговой лопатой и метлой.

Такая установка солнечный батарей на земле на территории Урала и Сибири "не пройдет".

Такая установка солнечный батарей на земле на территории Урала и Сибири «не пройдет».

Что говорят ученые про солнечные батареи

Лирическое отступление (цитата из учебника по солнечной энергетике):

«В последние годы, когда постоянно растет плата за отопление, актуальным становится вопрос о поиске альтернативных источниках тепла. Конечно, можно по старинке отапливать дом дровами или углем. Но можно обратиться к новейшим разработкам. Так, например, в южных странах широкое распространение получили именно солнечные батареи. В российских регионах с большим количеством солнечных дней и теплым климатом их тоже можно применять. Работают они за счет полупроводников, преобразующих энергию солнца в постоянный ток.

Чтобы солнечные батареи (выработка электроэнергии) и солнечные коллекторы (выработка тепла) служили долго и без проблем, нужно принять во внимание несколько факторов. Это особенности местного климата, количество необходимой энергии и тепла, финансовые возможности.

Солнечная батарея может обеспечить до 100 % всей потребности домохозяйства в электричестве. Солнечный коллектор может обеспечивать до 45-85% всей необходимой потребности домохозяйства в тепле. Если этот процент ниже, устанавливать солнечный коллектор не имеет смысла, так как нужной эффективности не будет, а денежные затраты не окупятся.

Установка солнечной батареи – это дело специализированной организации, монтаж осуществляют высококвалифицированные специалисты, которые точно спроектируют установку, вычислят ее мощности, настроят в соответствии с особенностями погоды».

Учебник написан в 1995 году, однако, с тех пор климатические условия совсем не изменились. Так что примем данные из книги как факт.

Правила установки солнечных батарей и коллекторов

Основные правила установки солнечной батареи на крышу следуют из правил монтажа любой конструкции на крыше здания, будь то антенна или дымоход.

Сначала нужно проверить, не создаст ли батарея дополнительную нагрузку на кровлю. Стоять там она должна обязательно под углом в 30-40 градусов под углом к плоской кровле высокого здания. Для скатной крыши, размещение оборудования на ней зависит от ее угла. Батарея также должна быть устойчивой к сильным порывам ветра.

Крепить батарею лучше на рамную конструкцию, основу которой составляют трубы замкнутого профиля (минимум 25 Х 25 миллиметров). В случае установки солнечной батареи или солнечного коллектора большой площади, естественно, нужно увеличивать сечение труб рамы.

На этом фото солнечный коллектор установлен верно, а батареи - нет.

На этом фото солнечный коллектор установлен верно, а батареи — нет.

Еще один вариант установки - без кронштейна.

Еще один вариант установки — без кронштейна.

Самый простой вариант - монтировать солнечную батарею на крыше в 40 градусов.

Самый простой вариант — монтировать солнечную батарею на крыше в 40 градусов.

Можно вот так устанавливать солнечные батареи на высокой штанге над землей.

Можно вот так устанавливать солнечные батареи на высокой штанге над землей.

При таком варианте установки солнечные батареи будут все время занесены снегом.

При таком варианте установки солнечные батареи будут все время занесены снегом.

Солнечные батареи на крыше нужно также мыть.

Солнечные батареи на крыше нужно также мыть.

Вообще, солнечный коллектор более устойчив к ветровым нагрузкам, нежели тонкопленочные солнечные батареи. Однако и тем, и другим требуется защита от сходящего со скатной кровли снега. Перед каждым кронштейном (рамой), на который крепится батарея или коллектор, следует установить трубчатый снегозадержатель. Еще лучше обеспечить кронштейн снегорассекателем, который позволит снегу с крыши сходить естественным образом, но защитит батарею или коллектор от механических повреждений.

PS. И да, конечно же вы помните, что устанавливать солнечные батареи или солнечный коллектор нужно на южном скате кровли вашего дома.

На фото ниже «китайские товарищи» монтируют солнечные батареи на кронштейнах — есть возможность подсмотреть интересные моменты.

3

1

2

Установка солнечных батарей для дома: выбор места монтажа, этапы

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

Что следует учесть на этапе проектирования?

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

Устройство солнечной электростанцииРис. 1: устройство солнечной электростанции
  • Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м2 площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
  • Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
  • Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
  • Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции. Принцип реализации солнечной электроэнергииРис. 2. Принцип реализации солнечной электроэнергии
  • Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

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

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

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

Выбор места и способа установки

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

Наиболее часто для установки солнечных батарей используются:

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

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

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

Этапы установки солнечных батарей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео по теме


Выгоден ли частный дом на солнечных батареях



Одним из преимуществ собственного дома является возможность его модификации. В том числе и источниками альтернативной энергии. Солнечные батареи для частного дома – наилучший на данный момент способ обеспечить себя экологичным электричеством.

С чего начать

Подсчет затрат электроэнергии. Для установления необходимой мощности системы солнечных панелей, нужно подсчитать, сколько электричества вы расходуете. Очень многое в этом вопросе зависит от того, используется ли частный дом постоянно или только как дача в определенные сезоны года. Для подсчета возьмите квитанции по оплате за электроэнергию за год и установите общее количество киловатт, затраченных за этот период, затем разделите на 12 (количество месяцев) – вы получите среднемесячный расход электроэнергии.

Расчет среднемесячного расхода потребляемого электричества

Как показывает опыт и отзывы реальных потребителей, в средней полосе России полученный результат необходимо умножить на коэффициент 16, чтобы получить необходимую мощность батарей в Ваттах.

Рассмотрим пример. За год вы потратили 1625 кВт, делим эту цифру на 12 месяцев и умножаем на коэффициент 16 – получается, 2166 Ватт. Т.е. система солнечных батарей будет обеспечивать такой дом, если ее мощность будет не менее 2200 Ватт/час

Где крепить?



Крыша. Закрепление солнечных батарей на крыше – очевидное, но не всегда лучшее решение для частного дома. Направленный на юг скат крыши действительно обеспечивает наилучший результат из стационарных способов крепления солнечных батарей, но на этом варианты не ограничиваются.

При таком закреплении скат крыши должен быть на ЮГ

Стены. Если стена «смотрит» на юг – она отлично подходит для размещения на ней солнечных батарей. Понаблюдайте, не падает ли на стену тень от деревьев, хозяйственных построек, забора, иных объектов. Не размещайте солнечные панели в этих местах.

Желательно также использовать южную стену

Не стоит ставить панели на восточной или западной стенах. Таким образом, в самый интенсивный период светового дня вы будете получать на свои панели только косые лучи, что значительно снижает эффективность системы

Свободное размещение. Самый эффективный вариант размещения солнечных батарей, но требует свободной площади во дворе. При свободном размещении солнечных батарей в частном доме их можно закреплять на шарнирах и таким образом, направляя их поверхность к солнцу под 90°.

Такое расположение батарей позволяет получить от них максимум мощности

Что входит в систему

Солнечные панели. О том, как их собрать, мы писали в этой статье (откроется в новом окне). Вы можете купить готовый комплект солнечных батарей для дома, но для экономии средств можно приобрести поликристаллические фотоэлементы и собрать солнечные батареи для своего дома своими руками.

Инвертор. Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток, близкий к 12 или 24 вольтам (в зависимости от подключения), инвертор преобразует его в переменный 220 В и 50 Гц, от которого можно питать все бытовые приборы.

Аккумулятор. Даже их система. Солнечная энергия вырабатывается не постоянно. В пиковые часы её может быть переизбыток, а с наступлением сумерек её выработка прекращается вовсе. Аккумуляторы накапливают электричество в течении светового дня и отдают его вечером/ночью. Как выбирать аккумулятор для солнечной электростанции написано в этой статье (откроется в новом окне).

Важно знать. Не рекомендуется использовать для этих целей обычные автомобильные аккумуляторы – они приходят в негодность за 2-3 года эксплуатации (на такой срок службы они и рассчитаны)

Контроллер. Обеспечивает полный заряд аккумуляторной батареи и защищает её от перезарядки и закипания. О том, какой контроллер выбрать мы писали в этой статье (откроется в новом окне).

Выгодны ли солнечные батареи для частного дома

В западных странах мода на солнечную энергетику продиктована больше заботой об экологии, чем поиском экономической выгоды. У нас реалии несколько иные.

При сохранении нынешних цен на поставляемое электричество, система из солнечных батарей, собранная своими руками для одного частного дома и семьи из 4 х человек, полностью окупается за 4-5 лет. При этом срок службы фотоэлементов – составляет 20-25 лет, а вот аккумуляторы придется менять через 5-7 лет в зависимости от качества батарей.

Пока нигде в мире (и Россия не исключение) не наблюдается снижения цен на поставляемое электричество, поэтому за срок службы фотоэлементов в солнечной панели, система успеет окупиться как минимум 4-5 раз.

Видео. Как рассчитать необходимое количество солнечных батарей для дома

В ролике наглядно показан порядок расчета площади солнечных батарей для частного дома. Полезно для тех, кто хочет учесть все расходы на сооружение системы автономного солнечного электроснабжения уже на этапе планирования.



Реальное применение тонкопленочных солнечных батарей Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать. Подбираем аккумулятор для солнечной электростанции Как выбрать солнечную панель — обзор важных параметров

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Habr

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.



Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?


Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций


Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?


Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?


На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции


Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

  1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
  2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
  3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?


Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать


Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции


После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

  1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
  2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
  3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение


Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Солнечные батареи на крышу: варианты установки, наклон

  • Разновидности солнечных батарей на крышу частного дома
  • Достоинства и недостатки
  • Рекомендации по выбору
  • Монтаж солнечных батарей
  • Внедрение инновационных технологий сделало возможным использование альтернативных источников для получения электроэнергии. Сегодня многие склоняются к установке устройств, для которых энергоресурсом выступает  энергия солнца.

    Внедрение инновационных технологий сделало возможным использование альтернативных источников для получения электроэнергии. Сегодня многие склоняются к установке устройств, для которых энергоресурсом выступает энергия солнца.
    Солнечные батареи на крышу представляют собой комплекс  соединенных между собой  отдельных фотоэлементов, которые обеспечивают расчетную мощность.

    Разновидности солнечных батарей на крышу частного дома ↑

    Сегодня более известны модули, в основе которых лежат свойства кремниевых полупроводников.

    • Наиболее востребованы устройства, работающие на основе поликристаллического элемента. В них наилучшим образом соотносятся количество вырабатываемой  электроэнергии и их стоимость.  Монтаж подобных систем достаточно прост и не требует особых навыков. Внешне их отличает синяя окраска и кристаллическая структура составляющих элементов.
    • Монокристаллические панели эффективнее поликристаллических . Однако, при этом нельзя не учитывать важный факт: цена установки солнечных батарей на крыше в этом случае  существенно выше. Заполняющие элементы модулей имеют многоугольную форму.
    • Солнечные батареи на крышу,  содержащие  аморфный кремний,  наименее эффективный вариант, хотя это особо не отражается на востребованности изделий. Это объясняется дешевизной выработанной энергии.

    Отметим еще две разновидности гелиомодулей.

    • Гелиосистема из теллурида кадмия маломощные. Их изготавливают по пленочной технологии: сотни тысяч микрометров полупроводников тончайшим слоем наносятся на пленку.
    • Еще один тип панелей – гибкие CIGS-батареи, которые эффективны, нежели модули предыдущего вида.

    Достоинства и недостатки ↑

    солнечные панели на крыше дома

    Итак, что же дает установка солнечных батарей на крыше дома?

    Как правило, прежде всего выделяют  следующие достоинства гелиосистем:

    • довольно продолжительный эксплуатационный срок, причем эксплуатационные характеристики панелей не изменятся;
    • подобное оборудование редко создает проблемы, можно сказать, что им не требуется сервисное обслуживание;
    • установка альтернативного источника дает существенную экономию финансов, поскольку уменьшаются расходы  на электричество и газ;
    • модули просты в эксплуатации.

    Из недостатков отметим:

    • высокую стоимость;
    • гелиопанели менее эффективны, нежели стандартные источники энергии;
    • при использовании гелиосистем необходима  синхронизация энергий, полученных от разных источников: солнечных  и традиционных источников.  Делается это при помощи добавочного оборудования, что, безусловно, связано с новыми затратами.
    • эти модули нельзя использовать с электроприборами, для функционирования которых требуются большие мощности.

    Рекомендации по выбору ↑

    Какие факторы необходимо принимать во внимание, если вы решили использовать в своем быту солнечную энергию?

    среднее количнство энергии на на 1 м2/год

    Чтобы не ошибиться с выбором панелей и обеспечить требуемую  мощность, сначала необходимо определиться с уровнем инсоляции в вашем регионе. Говоря более простым языком, определить, сколько солнечной энергии в среднем передается  на  1 м2/год. На основе этих данных рассчитывают, сколько надо солнечных  батарей на крышу дома;

    зависимость эффективности солнечных батарей от освещенности

    На заметку

    В принципе вы должны знать, что все гелиоустановки в состоянии обеспечить одну и ту же мощность с той лишь разницей, что для установки более эффективных нужно меньше места. К примеру, для выработки 1 Квт электроэнергии потребуется 8 кв. м. монокристаллических батарей или 20 кв. м. пленочных панелей из аморфного кремния.

    Монтаж солнечных батарей ↑

    Установку панелей выполняют как непосредственно на крышу, так и на несущую конструкцию, специально предназначенную  для этих целей.

    В первом варианте  панели будут размещены под фиксированным углом, что создаст определенные сложности при их эксплуатации, к примеру,  в периоды пониженной интенсивности солнца. Таким образом,  единственным приемлемым видом панелей останутся  только не зависящие от активности солнца.

    Чаще при установке используют второй способ, тем более что он применим к любой кровле. Несущая конструкция помимо того, что придает  устойчивость к атмосферным воздействиям, к примеру, сильным порывам ветра,  дает возможность регуляции угла наклона.

    На заметку

    Крыша дома может иметь любую конфигурацию, за исключением скатных с уклоном более 40°.

    • Если наклон крыш для солнечных батарей не превышает 40°, то в этом случае монтаж выполняют либо на рамную конструкцию, либо без нее.
    • На плоской  крышах установку выполняют на наклонную плоскость  специального металлического каркаса.
    • На стене подобные  батареи устанавливают очень редко. Как и в предыдущем случае монтаж выполняют на рамной конструкции, обязательно с наклоном.
    • Гелиосистемы в квартирах обычно устанавливают либо на крыше балкона или лоджии или с наружной стороны.

    Полезно

    Хотя  солнечные батареи на крыше многоквартирного дома по общей стоимости будут дороже индивидуальных, однако сократят расходы по эксплуатации. Не надо забывать, что на крышах  высоток отсутствуют затемненности, а, значит,  модули  на них будут работать с большей производительностью.

    Установку на земле выполняют на  специальной  опорной  конструкции, расположенной не ниже полуметра от земли. Это вариант рекомендован, в частности,  для регионов с сильными снегопадами.

    На какие моменты нужно обратить внимание при монтаже.

    • Проверьте, в состоянии ли кровля противостоять суммарной нагрузке, образованной  от  веса рамы и самой панели.
    • Объекты, которые находятся вблизи,  не должны откидывать тень на панели. В противном случае
    • из-за недостатка  энергии солнца понизится КПД оборудования,
    • в системе ряд панелей из-за тени, падающей на их поверхность,  не будут работать,

    зависимость КПД солнечных батарей от затемненности

    • в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.
    • Необходимо исключить эффект парусности, чтобы автономная система была защищена от порывов ветра.

    Как устроен каркас ↑

    устройство каркаса под солнечные батареи на плоской крыше

    • Конструкцию фиксируют при помощи металлических угольников размером 5*5 см и 2,5*2,5 см. Последние используются для распорных перекладин.
    • Крепление выполняют при помощи шести- и восьмимиллиметровых болтов.
    • Под кровельное  покрытие каркас подвешивают, используя 12-миллиметровые шпильки.
    • В угольниках предварительно просверливают отверстия под шурупы, которыми фиксируют панели.

    Внимание!

    Каркас не должен иметь перекосов, поскольку  в противном случае из-за возникшего на поверхности стекла напряжения оно может просто лопнуть.

    В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.

    © 2020 stylekrov.ru

    Что нужно для установки солнечных батарей. Использование солнечных батарей на крышах частных домов. Способы использования преобразователей на кровле частных домов.

    Источники энергии, не наносящие вреда окружающей среде, в свете масштабных техногенных катастроф приобретают особое значение.

    Комфорт нашей жизни обеспечивается огромным количеством всевозможных электроприборов, что влечет возрастающую зависимость от поставок электроэнергии, которые не всегда отличаются стабильностью.

    Чистая южная крыша обеспечивает наилучшую энергоэффективность в принципе, хотя крыши с ориентацией на юго-запад и юго-восток также подходят для фотоэлектрических установок. Если у вас есть выбор между юго-западной и юго-восточной крышей, вы должны предпочесть западную крышу, так как данный риск отказа может быть значительно уменьшен ранним и высоким туманом. Крыша может отличаться от оптимальной южной ориентации до 50 ° к востоку или западу. Однако чем больше отклонение от южной оси, тем более важным является угол наклона крыши.

    Еще одним важным предварительным условием для установки крыши является статичное испытание крыши и здания, на котором оно должно быть установлено, если крыша должна выдерживать ветровые и снеговые нагрузки, а также нагрузку солнечной системы. Кроме того, солнечные модули, крепежные материалы и соединения на крыше также должны быть установлены в соответствии с существующими стандартами и в зависимости от ветровой и снежной зоны, а также от специальных нагрузок.

    Этот фактор также вносит свою лепту в увеличение количества мини-электростанций для обеспечения личных потребностей владельцев частных домов.

    Стоимость солнечных батарей с каждым годом уменьшается, и в наши дни монтаж домашней электростанции на солнечных батареях – вполне окупаемое мероприятие.

    Что необходимо сделать при установке фотогальваники или установке солнечной тепловой энергии?

    Чем лучше и выгоднее местоположение, тем больше заинтересованных сторон смогут участвовать или сдавать в аренду на соответствующей крыше. Это соображение, которое может быть финансово привлекательным. Это может означать, что вы можете обеспечить свой доход на протяжении многих лет. При установке или установке на крыше угол наклона крыши образует наиболее важный компонент на крыше. С чисто математической точки зрения прямой угол к солнцу является оптимальным для поглощения энергии излучения. Однако этот математический оптимум 90 ° вряд ли достигнут в реальности солнечной радиации с сезонами и меняющимся состоянием солнца в зените, так что в наших широтах оптимальный угол наклона составляет 25-35 °.

    Чтобы это начинание не обернулось расходами, которые никогда не оправдают себя, пе

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *