Установка солнечных батарей на балконе

    181
    0

    Дополнительное оборудование

    Если установка солнечных батарей в квартире возможна, то надо подумать о дополнительном оборудовании. Ведь сгенерированную энергию надо где-то хранить. А значит, нужно покупать аккумуляторы (лучше – Li-ion, у них выше цикловый ресурс). Также понадобятся контроллер заряда и инвертор для преобразования постоянного тока в обычный переменный.

    Подбирать сами панели надо исходя из среднего дневного энергопотребления. Например, расходы квартиры составляют примерно 200 кВт в месяц. В день таким образом получается около 6,6 кВт. Значит, нужны панели со средней общей выработкой в районе 6,6 кВт/день. Если не получится подобрать точно соответствующие этому значению панели, можно взять ближайшие. Например, две модели мощностью 240-250 Вт выработают за сутки чуть больше 5 кВт энергии. Для ее хранения подойдут два аккумулятора (гелевые или Li-ion), например 12 В/220 А/ч. Также надо купить соответствующий инвертор и зарядный контроллер.

    Солнечные батареи на крыше

    Прежде всего, нужно выяснить, выдержит ли кровля дополнительную нагрузку. Один-два модуля выдержит любая, а для большего количества придется считать.

    Для надежной фиксации они должны крепиться как минимум в четырех точках. Причем, если вы монтируете панели заводского изготовления, не поленитесь изучить инструкцию по установке: при нарушении хотя-бы одного из пунктов с гарантии оборудование снимается. В большинстве случаев требования такие:

    • Крепятся солнечные батареи на расстоянии 5-15см выше кровельного материала. Этот зазор необходим для проветривания (для поддержания температурного режима).

      Устанавливать солнечную батарею нужно на расстоянии 5-15 см от кровельного материала на специальных направляющих

    • Для закрепления использовать только имеющиеся в корпусе отверстия. Дополнительные сверлить нельзя.
    • Рама, на которой закреплены фотоэлементы, рассчитана на вертикальную или горизонтальную установку (указано в паспорте), и в другом положении ее крепить нельзя.

      Если рекомендована вертикальная установка, горизонтально ставить панель нельзя

    Системы крепления солнечных панелей могут быть разными. Есть готовые (продаются там же, где и сами панели), но вполне можно использовать и сделанные собственноручно

    Важно только использовать надежные, стойкие к коррозии материалы. Толщина реек и крепежа должна быть большой: выдерживать должны они и ветровые нагрузки, и массу панелей с самым толстым снежным покровом

    Один из методов крепления солнечных батарей на крыше частного дома можно увидеть в видео.

    Теперь немного об электрической сборке. Схема подключения солнечной батареи кроме самих преобразователей предусматривает наличие:

    • контроллер заряда с подключенными аккумуляторными батареями;
    • преобразователь (инвертор), который преобразует постоянный ток в переменный;
    • предохранители для защиты от короткого замыкания (очень повысят безопасность и вашу и системы).

    Контроллер и преобразователь имеют ограничения по току и напряжению. Суммарные параметры подключаемой для вашего дома солнечной системы не должны их превышать. Для электрического соединения батарей в единую систему использовать нужно только те провода, которые выведены наружу.

    4885eb1cb316876a9d285b7bb999b995.jpg

    Принципиальная схема подключения гелиобатарей

    Для соединения панелей применяют медный проводник в стойкой к ультрафиолету изоляции. Если провода в подходящей изоляции не нашли, спрячьте его в гофрированный шланг для наружных работ. Толщина жил провода зависит от предполагаемой силы тока в системе и от длины линии, но минимальное сечение 4мм2. Соединение проводников желательно делать при помощи коннекторов, а не на скрутках. Рекомендуют МС4 потому что проводники, выходящие из большинства солнечных батарей, оконечены именно такими разъемами. Эти разъемы хороши тем, что обеспечивают герметичное соединение, что на крышах немаловажно. Но не все фирмы устанавливают разъемы этого стандарта. В дешевых моделях (особенно китайских) может стоять что-либо иное, так что уточняйте при покупке.

    1ec0a33ae6faa546a1d5204f86e744db.jpg

    Это схематическое изображение подключения

    Теперь о последовательности подключения оборудования в систему. Для безопасного подключения соблюдайте очередность такую:

     

    • К контроллеру подключаются аккумуляторы с соблюдением полярности. Провода — медь, сечение — в зависимости от мощности контроллера.
    • К контроллеру подключаются солнечные батареи. Также необходимо соблюдать полярность.
    • К контроллеру через предохранитель подключается 12В потребители.
    • К аккумуляторам подключается инвертор (через предохранитель), а к его выходу уже потребители 220В. Подключение инвертора напрямую к контроллеру исключено: придется покупать новые устройства. А это приблизительно 600-1000$ в зависимости от фирмы и мощности.

     

    Не пренебрегайте последовательностью подключения. Это наиболее безопасный алгоритм, гарантирующий (при соблюдении полярности) рабочее состояние системы.

    Напоследок вам еще один вариант установки на крыше дачи. Это вариант с регулируемым углом наклона. Возможно, вам видео будет полезным.

    Практика применения

    В российских климатических условиях специалисты рекомендуют использовать поликристаллические модули, высокочувствительные к слабому потоку солнечного света. Такие модули ламинируются прочным материалом, защищающим пластины от снеговых, дождевых и прочих погодных влияний.

    Для стандартного балкона люди чаще всего выбирают четыре поликристаллические панели, направляя их на южную сторону. Модуль не должен попадать в зону затенения соседними домами или деревьями. В летнее время такая система способна вырабатывать до 2-х кВтч электроэнергии за сутки, которой достаточно для энергосберегающего освещения всей квартиры, зарядки мобильного телефона и ноутбука, либо же для работы небольшого холодильника или телевизора. Зимой инсоляция солнечного света существенно сокращается, поэтому модуль выполняет роль резервного питания при отключениях сетевого напряжения.

    Устройство солнечных батарей

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

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

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

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

    2754ea473bc30293bb07b8f85bdb5a44.jpg

    Установка солнечных батарей в многоквартирном доме

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

    Устройство батарей

    Схема устройства, улавливающего солнечную энергию

    Используя такие приборы в квартире, необходимо помнить, что они должны по габаритам быть маленькими, но мощными. Это сделать не легко, так как мощность батареи напрямую зависит от ее размеров. Но для комфортного и практичного использования надо искать компромисс.

    Батареи содержат такие элементы, как:

    • прибор для накопления энергии;
    • батарея с фотоэлементами;
    • устройство для преобразования энергии;
    • система модульного управления.

    Единственным обязательным правилом при установке является наличие отопительной системы либо утеплительного слоя, который будет проходить по всему периметру.

    Система очень чувствительна к понижению температуры, поэтому зимой может работать со значительными потерями подаваемой энергии.

    Советы специалиста

    91ec48dbc9da7d9774f94e1c9cb1243d.jpg

    Как показывает практика, главной проблемой при установке батарей и аккумуляторов выступает выбор правильного места. Солнечные батареи большую часть дня должны находиться под воздействием солнечных лучей, в квартире таких мест очень мало, поэтому выбор невелик. Для этого можно использовать ближайшие к балкону стены и балконное остекление. Это верно, если монтаж на крыше осуществить нельзя.

    Наиболее часто в последнее время батареи устанавливаются на стекла балкона, но это негативно влияет на естественное освещение в квартире. Некоторые потребители находят в таком выходе положительные моменты, которые связаны с задержкой ультрафиолета. Крепление в данном случае можно осуществить в балконную раму или на стекло.

    Комплект солнечных батарей для квартиры может быть установлен по такой технологии, только если балкон находится на солнечной стороне, в противном случае монтаж не имеет смысла. Следующим важным моментом станет поиск места для расположения накапливающих элементов. Приобретая средний комплект для квартиры, вы должны обзавестись аккумуляторами в количестве от 20 до 30 штук. Для квартиры в панельном доме такая площадь довольно велика. Такое количество аккумуляторов разместить будет сложно.

    Решить вопрос можно, расположив элементы в верхней части потолка балкона. Однако это место используется крайне редко. Для этого обычно сооружается полка, на которой располагаются все аккумуляторы, которые в данном случае не будут видны, кроме того, они не будут мешаться

    Важно помнить о массе элементов, вес каждого может изменяться в пределах от 15 до 20 кг, поэтому полка должна быть надежной.

    Правила установки

    Эффективность работы кремниевых солнечных батарей зависит от количества попадающей на них энергии солнца (всего спектра излучения). Факторы, на которые мы может каким-то образом повлиять, это:

    • Затененность. Желательно, что бы на протяжении светового дня на панель не падала тень. Потому выбирайте место, где не растут высокие деревья, нет тени от зданий или линий электропередач. Даже небольшой участок тени, попавший на поверхность, значительно снизит выработку электроэнергии. КПД установки будет равно самой низкой производительности среди всех фотоэлементов в панели. Потому даже один листок или след от птичьего помета сильно снижает выработку электроэнергии всей панели целиком.
    • Ориентация. Если есть возможность изменять положение, летом выставляйте из «лицом» на юг, зимой — на юго-восток. Это возможно, если панель поставлена на плоской крыше или на земле.
    • Угол наклона. Если местом установки солнечной батареи выбрана скатная крыша, а ее угол наклона далек от идеального, требуется изготовить специальные рамы, с помощью которых можно корректировать положение батарей. В идеале рамы должны иметь возможность изменять этот угол наклона. Изменять каждый день или час никто положение не будет, но раз в сезон поправить его можно.

      Один из вариантов установки. В морозный, но солнечный день, при наличии снега выработка тока будет приличной

    На работоспособность многих типов преобразователей влияют температурные показатели: диапазон использования кремниевых элементов от -40oC до +50oC. Негативно на работоспособности сказываются как более низкие, так и более высокие температуры

    Если летом у вас солнце активное, важно не допустить перегрева. Для этого под панель можно положить белую ткань или фольгу (более эффективно)

    Если это не помогает и панель перегревается, поверните ее, или перевесьте. Нужно будет выбрать такое положение, при котором будет соблюдаться тепловой режим, а производительность останется довольно высокой.

    Максимальную свою продуктивность эти устройства показывают, если солнечные лучи падают под углом 90o. К сожалению, такое возможно далеко не весь день, а лишь короткий промежуток времени. Есть специальные системы слежения, изменяющие угол наклона панели так, чтобы свет падал постоянно под желаемым углом. Но это дорогие установки.

    И все же, можно найти оптимальный угол установки солнечных батарей. Просто при незначительном отклонении от идеала (менее 50o) производительность падает мало, примерно, на 5%. Фактическое подтверждение этому можете увидеть на видео.

    Для каждого региона угол установки солнечных батарей свой. Его можно определить экспериментально (как — вы видели), а можно выставить исходя из географической широты: этот наклон принято считать самым лучшим. Но все зависит еще от ориентации панели: если вы развернули ее на север или восток, оптимальный угол будет меньше.

    Как устроена и как работает солнечная панель

    Сейчас каждый домовладелец может самостоятельно оборудовать для собственного использования автономный источник энергии. Для этого необходима солнечная батарея, которая выработает электроэнергию для частного дома, квартиры, дачного домика и даже для сада.

    Солнечные батареи для частного использования – удовольствие не из дешевых. Но со временем их стоимость окупается. Тем более, что цены на системы постоянно падают.

    Как работают солнечные панели? Они представляют единую цепь из взаимосвязанных между собой звеньев со структурой, которая позволяет перерабатывать падающий на их поверхность свет солнечных лучей в электроэнергию. Все происходит по принципу фотоэффекта.

    c881e43eed1f7f04c2874b791025fc1f.jpg

    Такая установка по преобразованию лучей солнца состоит из нескольких компонентов:

    • Материал-полупроводник. Образован двумя плотно прилегающими материалами, которые имеют различную проводимость. В качестве таких проводников могут использовать кремний (как монокристаллический, так и поликристаллический). В дополнение к ним берутся иные химические соединения, которые помогают достижению необходимых для фотоэффекта свойств. Чтобы добиться перетекания электронов от одного слоя к другому, нужно, чтобы в одной прослойке находилось чрезмерное количество электронов, а в другом их недоставало.
    • Очень тонкая прослойка, располагающаяся между пластами материала-полупроводника. Противостоит перетеканию электронов между прослойками.
    • Источник электрического питания.
    • Контроллер заряда.
    • Аккумулятор, который выполняет функцию накопления и сбережения энергии.
    • . Преобразовывает постоянный электроток, который поступает от солнечных батарей, в переменный.
    • Стабилизатор напряжения. Применяется для получения напряжения необходимых диапазонов для системы солнечных батарей.

    Работает солнечная батарея для дома по такому принципу: энергия от солнечного света проникает на пластину, которая, разогреваясь, высвобождает электроны. Они в свою очередь передвигаются вдоль проводников, а проводники заряжают аккумуляторы.

    Самым серьезным показателем системы считается ее мощность. Ее определяют с учетом напряжения и тока на выходе. Мощность тесно связана с интенсивностью солнечного освещения, которое проникает на панели. Чем больше лучей попадет на панель в течение суток и чем длиннее световой день, тем больше энергии выработают системы.

    Зная набор используемых компонентов и устройство, можно самому подключить солнечные батареи для дачи или же солнечные батареи для квартиры.

    6bb246c59cf13daf469220fa496b6090.jpg

    Солнечная электростанция ЭкоКоттедж круглосуточного использования

    Стоимость стандартного монтажа специалистами ЭкоВольт с комплектующими и конструкцией составляет 70000 рублей.

    Солнечная электростанция «ЭкоКоттедж» делает жизнь на даче комфортной, появляется возможность хранить продукты в холодильнике, освещать дом, использовать станцию подачи воды в дом или насос для полива, заряжать мобильные устройства и смотреть любимые телепередачи, наслаждаться ноутбуком для интернета или общения, пользоваться аккумуляторным и сетевым электроинструментом.

    Доступность прохлады кондиционера будет особенно приятна в жаркое время.

    Домашние мастера смогут воспользоваться циркулярной электропилой или инверторным сварочным аппаратом.

    В течение дачного сезона в условиях средней полосы России суточная выработка составляет до 18000 Втч.

    Круглые сутки энергия доступна для питания ваших бытовых приборов, например:

        

    Заказать в 1 клик

    Из чего состоит солнечная батарея

    8fc074345cc3c32bfb0184419ae3b1df.jpgСхема электроснабжения квартиры солнечными панелями

    • Фотоэлементы. Генерируют электрический ток при попадании на них солнечного света. Представляют собой пластины из полупроводникового материала (поликристаллы или монокристаллы кремния, аморфный кремний, теллурид кадмия, CIGS), которые можно соединять между собой и формировать панели разных размеров.
    • Аккумулятор. Позволяет накапливать энергию и использовать её по мере необходимости.
    • Инвертор. Преобразовывает постоянный ток аккумулятора в переменный.
    • Система управления.
    • Дополнительное оборудование с USB и другими видами выходов для прямого подключения гаджетов, настольных ламп и мелких приборов.

    Нюансы установки батарей

    Вся система преобразования солнечной энергии размещается на балконе квартиры, она не нуждается в особом уходе и постоянном внимании

    Единственный фактор, который очень важно учитывать, – обязательное наличие положительной температуры в месте расположения аккумуляторных батарей. Зимой аккумуляторы из-за воздействия мороза могут терять значительную часть своего заряда

    Полупроводниковые пластины желательно установить на балконное стекло, хотя также возможен монтаж на место нижних пластиковых панелей оконной рамной конструкции. В первом варианте энергопластины будут препятствовать прохождению солнечного света в помещение, однако это очень выгодно в ясные и жаркие летние дни. Кроме того, будет обеспечена защита от воздействия ультрафиолетового излучения.

    Самые объемные элементы всей системы, аккумуляторы, рекомендуется располагать под потолком, благодаря чему они не занимают полезной площади и сохраняют эстетичность вида балкона. Инвертор и блок управления лучше всего размещать немного ниже аккумуляторных батарей.

    Возможности использования

    Как можно использовать солнечные батареи для отопления дома? Только для уменьшения счетов за электроэнергию, а также в качестве резервного источника на случай отключения. Это поможет добиться той самой энергонезависимости, и не заморозить систему отопления при отсутствии централизованного электропитания.

    b505cc9c3e3288c4707e9f1e33b63c6f.jpg

    Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

    Насколько реально может солнечная батарея обеспечит потребности в электричестве? Если говорить о водяном отоплении, то это реально: для поддержания работоспособности системы потребуется максимум 200-300 Вт/ч. Столько в среднем «тянут» электроника котла + циркуляционный насос + возможные управляющие устройства и контролеры. Если система у вас больше, возьмите паспорта и посчитайте необходимую мощность. Для 300 Вт/ч будет достаточно двух солнечных панелей средней мощности (их суммарная производительность должна немного превышать потребность).

    И не нужно думать, что при отсутствии солнца электричества не будет. В систему входят обязательно аккумуляторы и инвертор. Правильно подберите мощность аккумуляторов, и их заряда даже при самых плохих погодных условиях вам хватит на несколько дней работы системы.

    Кстати, многие европейские производители отопительного оборудования предусматривают совместную работу своей техники с солнечными преобразователями (например, газовые котлы Baxi и Ariston). Но работают они с гелиоколлекторами (греют воду) или с солнечными батареями, нужно смотреть по каждому виду оборудования.

    b23e0ee9ac8019c968ad91aa1cdfd404.jpg

    Для полного обеспечения электроэнергией одной крыши будет недостаточно

    Если подогрев пола у вас электрический, все серьезнее. Мощность большинства таких обогревателей исчисляется киловаттами. Для выработки такого количества энергии потребуется много панелей для переработки энергии солнца. Устройство системы солнечных батарей для отопления частного дома электрическими полами, может вылиться в очень приличную сумму. Но система хороша тем, что ее мощность можно наращивать постепенно. Будете по возможности увеличивать количество панелей и количество вырабатываемого электричества.

    При желании можно сэкономить: собрать солнечные панели самостоятельно. Такие самодельные варианты обойдутся в разы дешевле заводских. И это при том, что покупать фотопреобразователи придется готовые: их изготовление в кустарных условиях — нереальная задача. Потому — только готовые. Эффективность самодельных солнечных панелей будет ниже заводских, но и цена в разы ниже.

    Место установки

    43fda2ab922c79b4182002b911961603.jpg

    Для того чтобы солнечные батареи работали с наибольшей эффективностью, необходимо принять во внимание особенности их расположения. Например, если батарея будет находиться в затененном месте, то она не сможет вырабатывать достаточное количество энергии для нормальной работы

    В результате неправильной установки конструкция через некоторое время может и вовсе выйти из строя, не успев оправдать затраты на покупку.

    Солнечные батареи для квартиры должны быть направлены в сторону солнца

    Важно осуществить монтаж, чтобы поток солнечных лучей падал на фотоэлементы батареи большую часть дня. Если дом находится в северном полушарии, то лицевая поверхность устройства должна быть ориентирована на юг

    Находясь в южном полушарии, вы должны установить батареи таким образом, чтобы они были обращены на север. Наклон тоже является довольно важным аспектом и зависит от географического положения. Как советуют специалисты, угол наклона должен быть равен широте, в которой он находится.

    Виды солнечных батарей

    Фотоэлектрические преобразователи существуют разные. Причем отличается и материал, из которого они изготавливаются, и технологии. От всех этих факторов напрямую зависит производительность этих преобразователей. Некоторые фотоэлементы имеют КПД 5-7%, а самые удачные последние разработки показывают 44% и выше. Понятно, что от разработок до бытового использования расстояние огромное, и по времени, и по деньгам. Зато можно представить, что ждет нас в ближайшем будущем. Для получения лучших характеристик используют другие редкоземельные металлы, но с улучшением характеристик имеем приличное повышение цены. Средняя же производительность относительно недорогих солнечных преобразователей составляет 20-25%.

    98de3c788ee5b03cd437d22ff0259620.jpg

    Самое широкое распространение получили солнечные модули из кремния

    Самые распространенные кремниевые солнечные батареи. Этот полупроводник недорог, его производство освоено давно. Но они имеют не самый высокий КПД — те самые 20-25%. Потому при всем разнообразии сегодня преимущественно используются три вида солнечных преобразователей:

    • Самые дешевые — тонкопленочные батареи. Они представляют собой тонкий налет кремния на несущем материале. Кремниевый слой покрыт защитной пленкой. Плюс этих элементов в том, что работают они даже в рассеянном свете, а, следовательно, есть возможность устанавливать их даже на стены зданий. Минусы — низкая эффективность 7-10%, а также, несмотря на защитный слой, постепенная деградация кремниевого слоя. Тем не менее, заняв большую площадь, можно получить электричество даже в пасмурную погоду.
    • Поликристаллические солнечные батареи изготавливают из расплава кремния, медленно его охлаждая. Отличить эти элементы можно по ярко-синему цвету. Эти солнечные батареи имеют лучшую продуктивность: КПД 17-20%, но в рассеянном свете малоэффективны.
    • Самые дорогие из всей троицы, и, тем не менее, довольно широко распространенные — монокристаллические солнечные батареи. Они получаются путем разделения одного кристалла кремния на пластины и имеют характерную геометрию со скощенными углами. У этих элементов КПД от 20% до 25%.

    Теперь видя надписи «солнечная панель моно» или «поликристаллическая солнечная батарея» вы будете понимать, что речь идет о способе производства кремниевых кристаллов. Также вы будете знать, какой эффективности от них можно ожидать.

    1b27dc35617037def471e4f603c90bfc.jpg

    Это батарея с монокристаллическими преобразователями

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Нвапишите свой комментарий
    Введите имя