Автор статьи
Филимонов Евгений
Время на чтение: 6 минут
АА

Солнечные батареи

Солнечные батареи

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

Принцип работы

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

  • На одну бор.
  • На вторую фосфор.

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

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Важно! Чем больше площадь пластин, тем больше энергии требуемого напряжения удается получить.

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

Виды солнечных батарей

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

Преимущество солнечных батарей

Тонкопленочные

Их основа – это тонкие пленки. Монтировать их можно в любом месте. Изделия защищены от песка и пыли, поэтому панели можно использовать даже в неблагоприятных условиях.

По цене тонкопленочные солнечные батареи доступны, но места для расположения требуют большего, чем другие виды. Если в местности установки преимущественно облачная погода КПД их снижается на 20%. Хотя при этом включение приборов в 220 В и использование ресурса солнечных батарей остается возможным.

Монокристаллические

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

Преимущества:

  • Легкость.
  • Компактность.
  • Гибкость.
  • Надежность в эксплуатации.
  • Длительный срок службы.
  • Монтаж удастся провести собственными руками.

Поликристаллические

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

Стоимость сравнительно невысокая, допускается монтаж в различных условиях.

Расчет необходимой мощности солнечных панелей

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

Для расчета возьмем следующие исходные данные:

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

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

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Важно! Использование такой системы возможно для подачи энергии во все бытовые приборы. Часто монтируют для загородных домов

Собрать самому или с помощью специалистов?

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

Среди преимуществ монтажа своими руками:

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

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

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

Расположение солнечных батарей

Где установить?

Чтобы использование системы было эффективным, требуется правильно выбрать место, где она будет устанавливаться. В основном – это кровля здания, металлочерепица, профнастил, шифер и т. д.

При этом нужно учесть такие особенности:

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

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

Рекомендации по установке солнечных батарей в своем доме

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

Существующие варианты крепления

Методов установки несколько, среди самых распространенных:

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

Этапы монтажных работ

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

Монтаж профилей, которые будут объединять в одну систему все панели.

Закрепление батарей с помощью болтов и их подсоединение.

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

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

Поиск необходимой по габаритам фермы.

Удобнее всего использовать алюминиевые уголки, профиля и собрать самостоятельно.

Сборка каркаса – это не будет сложной задачей, как конструктор для взрослых. Чаще всего их делают квадратной формы.

Далее, нужно определить место для установки фермы, опять же с учетом рекомендаций.

Закрепление конструкции в земле и последующий крепеж самих панелей.

Местоположение солнечных батарей

Схема подключения

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

Что касается стандартной схемы, то она параллельная.

Ее компоненты:

  • Солнечные панели, собранные в одно целое, подключаются к системе управления уровнем заряда/разряда аккумуляторов.
  • Последняя, в свою очередь, имеет подключения – АКБ и инвертор. В аккумуляторах происходит накопление энергии, когда система не потребляет энергию из батарей, происходит их зарядка.

Далее, от системы управления идет провод к инвертору, который и выдает напряжение 220 В на приборы в доме.

Если имеются приборы, потребление которых 12 В, то на них может идти подача тока прямо из батарей.

Обслуживание

Включение Вашего дома в использование солнечной энергии требует больше ухода, чем при использовании обычной старой электросети. Но не намного.

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Солнечные батареи не имеют движущихся частей. Они являются частью полной стационарной системы. Поэтому, как только они установлены, есть не так уж много причин, что может пойти не так. Практически единственное, что домовладелец должен делать, это сохранить чистые панели. Это важная задача, ведь — слишком много снега, пыли и птичьего помета на панелях может уменьшить количество солнечного света. Накопление на экране пыли может уменьшить количество электроэнергии, произведенной системой на целых 7 процентов.

Этот вид обслуживания нет необходимости делать раз в неделю, однако. Достаточно поливать панели из шланга от одного до четырех раз в год. Для этого не нужно взбиратся на крышу. Шланг с насадкой с земли работает отлично. Если есть строительство в вашем регионе, необходимо чистить панели чаще, чтобы избежать дополнительного накопления пыли строительного остатка.

Кроме этого, время от времени проверяйте, что все части находятся в рабочем состоянии. Кроме этого надо заменять батарейки, но это один раз в десятилетие.

Окрестности

Расположение вашего дома имеет большое влияние на вашу солнечную энергоэффективность. Это очевидная проблема: Если ваша электрическая мощность зависит от солнечного света, такие вещи, как тени высоких деревьев и высокие тени зданий будут проблемой.

Это еще большая проблема, чем некоторые люди понимают. Различные типы панелей-разному реагируют на тень. В то время как поликристаллические панели позволяют значительно сократить выход электроэнергии, то любая часть затенения моно-кристаллической панели остановит производство электроэнергии полностью.

Таким образом, чтобы построить дом на солнечных батареях, необходимо, убедиться, нет ли тени на панель по площади крыши во время солнечных часов в день (как правило, с 10 утра до 2 часов) и предпочтительно в течение всех солнечных часов. Чем больше часов панели подвергаются полному солнечному свету, тем эффективнее будет производство электроэнергии.

Достижение наибольшей эффективности может означать обрезку или полное удаление деревьев на вашем участке. Если ваш дом в окружении высотных зданий, которые блокируют солнце с крыши, это гораздо большая проблема.

Инсоляция

Солнечный свет, очевидно, играет ключевую роль, когда речь идет о солнечной энергии, и не во всех регионах созданы равные условия в этом отношении. Это важно знать, сколько солнечного света достигает земли в районе, где находится ваш потенциальный солнечный дом.

То, о чем мы говорим здесь, называется инсоляция — мера того, сколько солнечной радиации упадет на землю в той или иной области в определенный период времени. Это обычно измеряется в кВТ/м.кв./дни, и она покажет вам, сколько солнечного света будет доступно для ваших солнечных батарей, чтобы превратиться в электричество. Чем выше значение инсоляции в вашем регионе, тем больше электроэнергии каждая из ваших панелей сможет генерировать. Высокое значение инсоляции означает, что вы можете получить больше энергии из меньших панелей. Низкое значение инсоляции означает, что вы могли бы в конечном итоге тратить больше для достижения той же выходной мощности.

Значит, вы должны строить свой дом на солнечных батареях на юго-западе, а не на северо-западе?

Вовсе нет. Это просто означает, что вам, вероятно, понадобится больше панелей для достижения той же выходной мощности.

Зона покрытия

Вопреки тому, что большинство людей думают, размер солнечной энергетической установки не имеет ничего общего с размером дома.

Вместо этого, следует учесть только два параметра:

  • инсоляция, которые мы только что обсуждали,
  • сколько энергии вам нужно.

Чтобы получить очень грубую оценку того, насколько большая система, вам нужна, посмотрите на ваш счет за электричество и выясните, сколько вы используете кВтч в сутки.

Средний дом использует около 900 кВт-ч в месяц, или около 30 кВт-ч в день. Умножьте это на 0,25. Мы получаем 7,5, так что нам нужно 7,5 кВт системы.

Типичная солнечная панель вырабатывает до 120 ватт, или 0,12 кВт в день. Для обеспечения 7,5-кВт, вам нужно около 62 панелей. Одна панель может быть примерно 142 на 64 сантиметров, так что 62-панели будет занимать примерно 65 квадратных метров.

Также следует учесть инсоляцию и сколько часов пик солнечного света вы получаете в день, и также внести коррективы, если вы используете аккумуляторные батареи с панелями.

Поэтому лучше всего обратиться к профи.

Установка солнечных батарей

Расходы

1956 году солнечные батареи стоили около $ 300 в расчете на ватт. Систему 7,5 кВт могли бы себе позволить только очень богатые.

Сегодня цены упали значительно. В большинстве районов, солнечные батареи работают около $ 3-5 за ватт. Вы будете платить ближе к $ 3, если вы установите его самостоятельно, а ближе к $ 5, если у вас есть профессионалы, чтобы это сделать. Для панелей 7,5-кВт или 7500 ватт, вы могли бы заплатить от $ 22 500 до $ 37 500 долларов.

Если вам нужно меньше электроэнергии, конечно, число становится ниже. Если вы только потребляете 600 кВт-ч в месяц, или 20кВт/день, вы могли бы установить систему мощностью до 5 кВт., Которая будет стоить ближе к $ 15 000.

Конечно множно частично обеспечивать дом солнечной энергией. Если вы хотите инвестировать в солнечные батареи $ 10 000, вы можете дополнить электроэнергию из сети с 1,5-кВт солнечной системой.

Тем не менее, десятки тысяч долларов за солнечные батареи все еще довольно непомерные расходы — тем более, что это может занять десятилетия, пока эти деньги отобьются обратно.

Хотя на западе уже практикуют аренду солнечных батарей. Там нет авансовых платежей. Домовладельцы платять ежемесячную арендную плату за использование панелей, а компания по прокату владеет ими и поддерживает их.

Утилизация

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Срок службы солнечных панелей 40-50 лет, контроллера и инвертера 15-20 лет, аккумуляторов в зависимости от типа и характера использования — 4-10 лет.

Хотя вопрос утилизации солнечных панелей остается открытым, только 30% всех производителей принимают обратно их обратно для переработки.

Но тем не менее спрос на отработанные солнечные панели с каждым годом растет. Так как добыча редких металлов становится все более дорогим удовольствием и переработка панелей приведет к повторному их использованию.

Кроме того: существует вторичный рынок фото- и ветроэлектрических установок, на котором уже отработанное оборудование может находить дальнейшее применение.

В странах с переходной экономикой можно использовать уже бывшие в использовании солнечные модули. Благодаря более интенсивному солнечному излучению, эти модули могут вырабатывать больше электроэнергии.

Вывод

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

По материалам сайта: lampaexpert.ru, rodovid.me

Автор статьи
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Написано статей
282