Содержание:
- Преимущества использования солнечной энергии.
- Виды альтернативных источников энергии.
- Как выбрать место для монтажа солнечных батарей.
- Как установить солнечные панели самостоятельно.
- Как рассчитать количество солнечных батарей.
- Уход за солнечными батареями.
Альтернативные виды энергии интересуют не только бизнесменов и сильных мира сего, а и каждого из нас. Ведь преимущества и польза очевидны для всех. Если у Вас есть частный дом или Вы только приступаете к его возведению, стоит задуматься о солнечных батареях, чтобы сделать свое жилье автономным. Но в этом деле есть свои особенности, о которых мы и поговорим в этой статье. И самое главное, выясним, реально ли установить солнечные панели своими руками.
Комплекты солнечных батарей 3 кВт на дачу от 60000 рубле
На даче, как правило, находятся электрические приборы небольшой мощности, где требуется ограниченное количество батарей и малая периодичность их использования. Если на даче отсутствует централизованное электроснабжение, тогда целесообразно установить комплект солнечных батарей, который будет бесплатно генерировать электроэнергию. Однако чтобы получить такое безвозмездное удовольствие первоначально придется потратиться на покупку необходимых материалов, стоимость которых окупиться только через несколько лет.
Для производства 1 кВт электроэнергии необходим комплект производительностью более 200 Вт. Согласно многочисленным отзывам солнечные электростанции для дома на даче производительностью 800 Вт способны обеспечить полное автономное электроснабжение объекта. Стоимость такой системы обойдется от 80000 руб.
Стандартный комплект солнечной электростанции для дачи состоит из панелей на 200 Вт, контроллера заряда 40 А, инвертора мощностью 3 кВт, двух аккумуляторов на 200 А и других вспомогательных деталей. Цена такого комплекта начинается от 60000 руб., а примерный срок окупаемости составляет 3-5 лет. Однако это самый выгодный способ получения электроэнергии для объектов без централизованного электроснабжения. Он менее затратный, чем использование дизельного генератора.
Составляющие солнечной станции
Согласно отзывам владельцев, солнечные батареи для дома на дачном участке лучше укомплектовывать двумя или четырьмя модулями мощностью 200 В каждый. Это зависит от количества потребителей энергии, продолжительности и периодичности их использования. Если мощности недостаточно, ее можно нарастить, добавляя солнечные панели.
Многие приобретают такой комплект для частного сектора, где есть централизованное электроснабжение, как дополнительный источник энергии. Многочисленные отзывы о солнечных батареях для дома свидетельствуют, что в этом случае можно существенно сэкономить на оплате счетов за электроэнергию.
Схема подключения солнечных батарей
Существуют разные схемы солнечных батарей и способы их подключения к устройствам. Самое главное в настройке солнечной батареи – это правильно рассчитать нагрузку, настроить контроллер зарядки, контроллер, который отбирает энергию у источников.
Чтобы понять, как правильно подключить солнечную батарею, стоит рассмотреть все нюансы. Например, расскажем, почему панели могут по-разному освещаться. Кроме этого, более подробно рассмотрим виды контроллеров зарядки.
Схема подключения разнонаправленных солнечных батарей
Например, если разместить в одной плоскости несколько панелей, тогда проблем с подключением быть не должно. А когда панели находятся в различных плоскостях, тогда и работают они по-разному. Одна из них, которая находится ближе к точке с максимальной мощностью, будет освещаться больше. Она будет генерировать электричество, а часть этого электричества потом будет идти на нагрев другой панели.
Чтобы в этой схеме подключения сделать потери минимальными, наилучшим вариантом будет для каждой панели сделать по контроллеру. Но делать это нужно при условии, что панель имеет мощность больше 1 кВт, либо когда между панелями довольно большое расстояние.
Также можно поставить отсекающие диоды. Бывает, что производители иногда устанавливают диоды в панели с самого начала, оставляют в коробке распределительной для них место. Предусмотрено, чтобы внутри между пластинами были диоды, тогда в результате будет максимальный показатель мощности. Также не будут “грется” пластины, отличающиеся низшими показателями.
2
Контроллер зарядки в солнечной батарее
В схеме солнечной батареи нужно помнить и об установке устройства, которое контролирует зарядку АКБ. Ведь оно распределяет электрическую энергию, которая генерируется. Стоит следить, чтобы АБК всегда был заряженным, следить за его состоянием зарядки. Когда она полностью будет заряжена, тогда энергия направляется в инвертор.
Как организовать контроль зарядки при подключении солнечных батарей?
На солнечную батарею можно установить два вида контроллера: PWM (ШИМ) либо MPPT.
PWM является устройством, которое генерирует измерительные импульсы (1 Гц). такие контролеры усреднено контролируют состояние батареи.
Второй вид контроллера MPPT имеет процессор, он фиксирует точки, где проявляются показатели напряжения и тока по максимуму. Другое плечо контроллера следит, в каком состояние находится АКБ. С помощью процессора определяются показатели напряжения, тока, которые направляются на АКБ.
Независимо от выбора контроллера, вам обеспечен комфортный режим работы вашей солнечной батареи. Контроллер MPPT имеет свой плюс – он может накапливать информацию. Также мы имеем возможность наблюдать за его работой.
Схема подключения солнечных батарей и дополнительных источников тока
Если к схеме подсоединить иные источники электрики, тогда надежность электроснабжения становится гораздо выше. Но при появлении других устройств, которые контролируют и управляют,схема подключения солнечных батарей становится сложнее.
Схема подключения солнечных батарей и источника переменного тока
Слегка меняется схема, когда вы подключаете устройство, которое издает переменный ток.
Также схема солнечной батареи становится сложнее, когда вы решили непосредственно к сети централизованной подключить автономную систему. Ведь частному потребителю не предоставляется возможность сбрасывать оставшуюся энергию. Возможны во время работы перепады напряжения, которые могут продолжаться до 1 сек. Все зависит еще от установленного переключателя, насколько он сложный.
Чем больше других источников вы подключаете, тем сложнее становится схема подключения
При сложной комплектации стоит обратить внимание на:
- Характеристики источников, устройств, которые управляют, преобразовывают энергию.
- Надежность системы, которая включает также проблемы с утилизацией избыточной энергией.
Рекомендуем прочесть:
Выбор места установки
Эффективность работы солнечных батарей зависит от нескольких факторов, основным из которых является расположение панелей относительно солнца. В идеале лучи должны падать на поверхность перпендикулярно, это обеспечит максимальную производительность фотоэлектрических компонентов. Установка солнечных панелей должна соответствовать следующим требованиям:
- выбирают участок с наибольшей освещенностью
- поблизости не должны находиться высокие здания, деревья или холмы, создающие тень
Требования простые и понятные, однако, на практике добиться такого положения бывает затруднительно. Основной причиной возникающих сложностей является перемещение солнца по небосклону, изменяющееся положение источника относительно плоскости солнечных батарей. В крупных гелиосистемах используют трекинг-установки, автоматически изменяющие положение солнечных батарей в течение суток, а также учитывают сезонные изменения. Обычному домовладельцу приобрести такой комплекс сложно, и установить его негде. Поэтому выбирают некое среднее положение.
Для выбора оптимального расположения панелей руководствуются значениями угла наклона и азимута. Положение солнца над горизонтом зависит от географической широты региона. Кроме того, оно изменяется в течение года. Обеспечить правильный азимут проще — панели ориентируют точно на юг, что обеспечивает среднее значение угла наклона солнца к плоскости в течение светового дня.
Еще одним препятствием для оптимальной установки является конфигурация участка и его географическое расположение. Иногда места для монтажа солнечных батарей вовсе не имеется. Все эти соображения сделали наиболее удобным выбором места размещения панелей на скатах крыши.
Этот вариант имеет массу преимуществ:
- открытость для солнечных лучей
- невозможность повреждения панелей вандалами
- отсутствие препятствий для получения энергии
Однако, имеются и недостатки:
- расположение скатов крыши редко соответствует оптимальному направлению для панелей
- очистка снега или пыли представляет сложную и опасную процедуру
- сильный порыв ветра способен сорвать батареи с креплений
Недостатки существенные, но отсутствие альтернативных вариантов вынуждает мириться с ними. Однако, монтаж солнечных батарей на крыше — не единственный вариант. Иногда местом установки выбирают стену дома, обращенную на юг. Это удобно в регионах с большим количеством снега в зимний период, так как частая уборка требует времени и усилий. Вертикальное расположение панелей препятствует образованию сугробов на поверхности солнечных батарей. Кроме того, очистка панелей от пыли производится с земли, что безопасно и удобно для владельца.
Если ни один из этих способов по каким-либо причинам не подходит, остается использовать специальные опорные конструкции — фермы. Они представляют собой сооружение из металлических труб, прочно закрепленное на земной поверхности и поддерживающее профили для монтажа панелей. Этот вариант позволяет точнее ориентировать солнечные батареи на солнце, но требует места и обслуживания.
Как правильно подключить электрическую часть
В зависимости от вашей взаимосвязи с местной энергоснабжающей организацией, существует три основных способа подключения солнечной электростанции:
- Автономный, когда к вашему дому невозможно (или просто нет желания) протянуть линию электропередач. В этом случае во время светового дня, солнечные панели накапливают энергию в аккумуляторах, а в темное время суток наступает пик потребления. Обязательно использование качественных и дорогих аккумуляторных батарей, и надежного зарядного устройства. Поскольку энергоснабжение вашего объекта напрямую зависит от количества «солнце-часов», не лишним будет подстраховаться ветровой электростанцией. Начальное вложение средств достаточно велико, зато вы навсегда забудете о счетах за электроэнергию.
- Резервный, когда вы одновременно пользуетесь и местной энергосистемой, и собственной солнечной электростанцией. Какой источник считать основным, а какой резервным — зависит от емкости аккумуляторов и мощности ваших солнечных панелей. Оптимальный алгоритм использования — днем 100 % загрузка солнечных панелей, потребление из сети стремится к нулю. Ночью, когда тариф ниже, можно подпитываться от городской энергосистемы. При таком подключении вы не зависите от капризов погоды и аварий в местной электросети. Есть возможность проводить обслуживание солнечной электростанции без перерыва в энергоснабжении дома. Неплохой вариант для дачи или СНТ, где качество снабжения электроэнергией ниже плинтуса.
- Комбинированное (последовательное) подключение.
Такой способ предполагает не только два источника снабжения электричеством: собственная солнечная станция и местная энергосеть, но и возможность производить избыток электричества для продажи.В зависимости от местного законодательства, есть способы продажи избытков энергии снабжающим организациям. В этом случае устанавливается специальный счетчик энергии, и заключается соответствующий договор. При формировании избыточных мощностей, они перетекают в местную электросеть, возвращая вам затраты на электростанцию. Однако этот путь требует не только технического, но и грамотного юридического сопровождения.
Будет интересно ЛЭП — линии электропередач, виды, воздушные, высоковольтные, кабельные ЛЭП
Схема подключения солнечной электростанции
Разновидности солнечных батарей
Все солнечные панели могут быть кремниевыми или пленочными. Панели, основой для которых служит кремний, разделяются на типы:
- поликристаллические;
- монокристаллические;
- аморфные.
Поликристаллическая солнечна батарея представляет собой квадратное устройство темно-синего цвета. Ее поверхность имеет вкрапления неоднородных кристаллов кремния. Несмотря на низкий КПД 18%, данное устройство обладает возможностью вырабатывать ток во время пасмурной погоды, что делает их незаменимыми в местностях, где преобладает рассеянный солнечный свет.
Монокристаллические преобразователи солнечной энергии представлены черными панелями со скошенными углами, для которых используется чистый кремний. Все ячейки устройства направлены в одну сторону, что позволяет получить максимальный КПД 25%. Недостатком таких батарей является то, что их лицевая сторона всегда должна быть обращена к солнцу. Если оно не успело взойти, спряталось за тучами и опустилось за горизонт, солнечные панели будут производить ток слабой мощности. Это самый дорогостоящий, но и обеспечивающий максимальную производительность, тип устройства.
Гибкая солнечная панель удобна в работе — ее легко можно прикрепить на неровные участки крыши
Каждая аморфная батарея состоит из множества тончайших слоев кремния, которые получаются путем напыления мельчайших частиц материала на стекло, пластмассу или фольгу. Такие слои достаточно быстро выгорают, что уже через полгода приводит к падению эффективности работы устройства на 15-20%. КПД таких преобразователей составляет всего 6%. Они являются самыми дешевыми и способны работать даже в пасмурную погоду. Однако максимальный срок их службы составляет 2 года.
В основе пленочных батарей лежит не твердая подложка из металла или стекла, а полимерная пленка. Поэтому они выпускаются в рулонах, что позволяет расстелить батареи на больших площадях. Благодаря своей конструкции, их можно разрезать на различные по форме и размеру части, разместить солнечные батареи на крышу дома с плавными изгибами. Они компактные и легкие. Рулонная панель обойдется значительно дешевле, чем кремниевая, для изготовления которой используется дорогостоящий материал. Однако такие модели менее мощные. Приобрести их сегодня достаточно непросто, поскольку производство только развивается.
Все солнечные батареи, независимо от типа устройства, оснащаются контроллерами, которые следят за степенью заряда панели. Они перераспределяют полученную энергию, направляя ее к источнику потребления напрямую или сохраняя в аккумуляторе.
Устанавливать стационарные солнечные панели стоит только с солнечной стороны дома
Несколько общих советов для всех
- Размещайте СБ в местах наибольшей освещенности вдали от высоких деревьев и зданий, особенно высокая растительность может стать препятствием на даче.
- Монтируя СБ на крыше дома своими руками, выбирайте южный склон, так как наибольшее количество прямых солнечных лучей приходит именно с этой стороны.
- Угол наклона приблизительно должен быть равен значению широты Вашей местности, а оптимальным вариантом будет крепление, позволяющее изменять наклон в течение года. Смена угла даже 2 раза в год, зимой и летом, значительно увеличит производительность солнечной системы.
- Если Вы хотите защитить СБ, установленные на крыше дома, от снежных наносов, установить их лучше вертикально.
- Выполняя крепление своими руками, позаботьтесь о надежности всей конструкции, чтобы панели могли не бояться сильного ветра. Какие-то специальные крепежные элементы по баснословным ценам Вам не понадобятся, но нужно учесть материал, из которого изготовлена крыша постройки на даче или загородного дома. Это поможет избежать повреждений, да и Вашу жизнь обезопасит.
Использование солнечных батарей на крышах частных домов
Существует два способа монтажа солнечных батарей в домах:
переделать кровлю;
частично заменить кровельное покрытие на фотоэлементы, которые выглядят как обычная черепица для крыши.
Многие люди считают, что кровля из солнечных батарей – это громоздкая и сложная конструкцию, которую достаточно трудно установить.
Но на самом деле это не так. Существует вид кровли, который называется Dow Powerhouse. Он выглядит как обычная черепица для кровли.
Стоимость этих изделий почти вполовину меньше обычных солнечных панелей, устанавливаемых на крышу, и они эффективнее на десять процентов.Технология изготовления заключается в том, что фотоэлектрические элементы вставляют в специальную форму, после чего ламинируют.
Следует отметить, что монтаж такой кровли почти не отличается от выполнения обычных кровельных работ.
Преимущества этой технологии:
экономия средств при монтаже составляет около пятидесяти процентов;
внешний вид дома остается прежним.
Приобрести солнечную батарею можно в специализированных магазинах, которые торгуют только качественными изделиями.
Если необходима крыша на солнечных батареях, то лучше всего обратиться в надежную компанию. Здесь вам помогут выбрать изделие по приемлемой цене и полностью установить все необходимое оборудование.
Не нужно беспокоиться насчет того, что в вашей местности недостаточно солнечных дней. Ведь солнечные панели работают достаточно эффективно даже когда пасмурно. Технологии солнечной энергии непрерывно совершенствуются и развиваются.
Солнечные панели можно установить на крыше либо в другом доступном месте.Рекомендуется устанавливать их южной стороны кровли здания.Выполнить монтаж солнечных батарей не трудно
Важно отметить, что переделывать крышу дома при этом не нужно. Необходимо лишь усилить кровельную конструкцию, если она не слишком прочная
Наилучший угол для получения солнечной энергии в центральных регионах нашей страны составляет 30 — 45 градусов.Не рекомендуется выполнять установку оборудования и панелей самостоятельно, если у вас нет необходимых навыков и знаний.
Как собрать солнечную батарею своими руками
Сборка корпуса солнечной батареи
Сборка солнечных батарей, а именно, корпуса может выполняться в разных вариантах. В первом случае ее можно сделать из фанерных листов и деревянных реек, поэтому такой монтаж не представляет особой сложности. Конструкции выпиливаются по размерам, а затем соединяются между собой саморезами. Все стыки и швы предварительно промазываются герметиком. Все деревянные части покрываются краской или специальными защитными составами. Дальнейшие работы проводятся только после полного высыхания конструкции.
Немного сложнее изготовить солнечную батарею из алюминиевого уголка. В этом случае сборка каркаса происходит в следующем порядке:
- Сборка из уголка прямоугольного каркаса.
- В каждом углу конструкции сверлятся отверстия под крепления.
- Внутренняя часть профиля по всему периметру покрывается силиконовым герметиком.
- Внутрь каркаса на обработанные места укладывается текстолит или оргстекло, вырезанные по размеру. Их нужно как можно плотнее прижать к уголкам.
- Внутри корпуса лист прозрачного материала фиксируется крепежными уголками, установленными по углам.
- Дальнейшие работы проводятся после полного высыхания герметика. Предварительно, все внутренние поверхности протираются от пыли и загрязнений.
Пайка проводов и соединение фотоэлементов
Все элементы для солнечных батарей отличаются повышенной хрупкостью и требуют аккуратного обращения. Перед началом пайки они протираются, чтобы поверхность была идеально чистой. Элементы с припаянными проводниками все равно следует проверить и устранить обнаруженные недостатки.
На каждой фотопластинке имеются контакты с различной полярностью. Вначале проводники припаиваются к ним, а уже потом соединяются между собой.
При использовании шин вместо проводов, необходимо учитывать следующие особенности:
- Шины размечаются и разрезаются на требуемое количество полосок.
- Контакты пластин протираются спиртом, после чего на них наносится тонкий слой флюса, с одной стороны.
- Шина прикладывается по всей длине контакта, после чего по ней нужно провести разогретым паяльником.
- Пластина переворачивается, и такая же операция повторяется на другой стороне.
Паяльник во время монтажа нельзя сильно прижимать к пластине, иначе она может лопнуть. На лицевой стороне после пайки не должно оставаться неровностей. Если они остались, нужно еще раз пройти паяльником по шву.
Чтобы не ошибиться с размещением пластин, перед тем как их собирать, на поверхность листа рекомендуется нанести разметку с учетом всех размеров и зазоров. После этого фотоэлементы укладываются на свои места. Затем контакты панелей соединяются между собой с обязательным соблюдением полярности.
Нанесение герметизирующего слоя
Перед тем как самому герметизировать конструкцию, нужно выполнить тестирование и проверить солнечные батареи на работоспособность. Она выносится на солнце, после чего на выводах шин замеряется напряжение. Если оно в пределах нормы, можно приступать к нанесению герметика.
Один из наиболее подходящих вариантов предполагает следующие действия:
- Силиконовый герметик наносится на самодельные солнечные батареи капельками по краям корпуса и между пластинами. После этого края фотоэлементов аккуратно прижимаются к прозрачному основанию и должны прилегать к нему как можно плотнее.
- На каждый край пластинок укладывается небольшой груз, после чего герметик полностью высыхает, а фотоэлементы надежно фиксируются.
- В самом конце аккуратно промазываются края рамки и все стыки между пластинами. На данном этапе герметиком покрывается все, кроме самих пластинок, он не должен попасть на их оборотную сторону.
Окончательная сборка солнечной панели
После всех операций остается лишь полностью собрать солнечную батарею в домашних условиях.
В этом случае порядок действий будет следующий:
- В боковой части корпуса устанавливается соединительный разъем, к которому подключаются диоды Шоттки.
- С лицевой стороны вся сборка пластинок солнечной батареи закрывается прозрачным защитным экраном и герметизируется, чтобы исключить попадание влаги внутрь конструкции.
- Для обработки лицевой стороны рекомендуется использовать специальный лак, например, PLASTIK-71.
- После сборки выполняется окончательная проверка, после чего солнечная батарея из подручных средств сделанная своими руками может устанавливаться на свое место.
Как сделать солнечную батарею своими руками
Повер банк с солнечной батареей
Обзор солнечных батарей для туристов
Установка солнечных батарей
Солнечные батареи: альтернативная энергия
Производство солнечных батарей
Как рассчитать количество солнечных батарей
Прежде всего необходимо рассчитать, сколько электроэнергии потребляет Ваша семья за день. Приблизительное количество можно понять из показателей в квитанциях на оплату электричества, которые приходили Вам ранее. Просто разделите этот показатель на количество дней в месяце. Если это совсем новый дом и раньше Вам не приходили квитанции, то придется подсчитать потребляемую мощность всех электроприборов за сутки. К этой цифре прибавьте еще 20%, которые пойдут на работу самих аккумуляторов батареи. Полученные данные помогут определить, сколько панелей и какой мощности Вам нужны
При расчетах стоит брать во внимание и уровень инсоляции в Вашем регионе
Как установить батареи, если…
- Если крыша Вашего дома плоская, то обязательно предусмотрите зазор между ее поверхностью и панелью во избежание нагрева батарей и снижения их производительности. Для волнистой поверхности это также не будет лишним.
- Крыша темного цвета — не лучший вариант для монтажа на ней СБ, так как они будут очень сильно нагреваться, а следовательно, будет снижаться и эффективность их работы. Поэтому лучше предусмотреть какое-нибудь светлое покрытие, которое в дополнение ко всему обеспечит о более высокое отражение лучей. А рассеянный свет, как известно, также хорошо воспринимается панелями.
- Если Вы планируете установить несколько СБ на крышу дома с применением наклонной консоли, то учтите, что расстояние между рядами должно быть как минимум 1,7 от высоты ряда. В противном случае возможно затемнение панелей друг другом.
Установка СБ возможна на любой вид поверхности: плоскую, наклонную, волнистую крышу дома:
- Если крыша дома плоская, понадобятся специальные конструкции, позволяющие регулировать угол наклона.
- Если Вы монтируете панели на наклонную поверхность, будет достаточно двух уголков, на которые и крепятся солнечные панели.
Практика показывает, что установить СБ на даче или крыше загородного дома своими руками не очень сложно, а учитывая, что вы теперь знаете об основных правилах, которых следует придерживаться при монтаже, Вы обязательно с этим справитесь. Но, если есть хоть какие-то сомнения, лучше обратитесь в специализированную компанию. В этом случае Вы получите гарантию на их работу и в случае некачественного монтажа, будет куда обратиться.
Статью подготовила Абдуллина Регина
Как установить СБ на крышу зимнего сада, узнайте из видео:
