тел.(812)955-36-84
      (911)210-88-50
      
Сегодня %d %M %y г.
%h:%m

Монтаж солнечной системы


Схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей

Альтернативный источник энергии, роль основного поставщика электротока в котором выполняют солнечные батареи – отличный вариант, обеспечивающий высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать оборудование и правильно произвести монтаж. А сделать это может каждый, даже без привлечения специалистов. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей, и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации изложены в нашем материале. А для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта фотоэлектрических элементов, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Помимо солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи — контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы

Основными конструктивными элементами системы выступают:

  • Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
  • Аккумулятор – химический источник ток, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
  • Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
  • Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
  • Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
  • Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо же более модернизированные поворотные аналоги

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

  • на крыше загородного коттеджа;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

Чтобы обеспечить максимальную производительность солнечных батарей, угол наклона устройств рекомендуется менять 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.

Некоторые «умельцы» с целью защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, но даже при видимой прозрачности стеклянная прослойка способна снизить КПД панелей на 30%

Существует несколько способов фиксации панелей:

  • посредством задействования прижимных фиксаторов;
  • путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.

Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.

Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

  • параллельная;
  • последовательная;
  • смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

При параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру. Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток. Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

При последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

Конец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение

Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств. Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора.

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает

Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность.

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

  1. Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
  2. К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
  3. К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
  4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
  5. К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаячную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Подключение разнонаправленных элементов

Применяя последовательную схему монтажа солнечных батарей, чтобы не снизить эффективность работы устройств, все панели общей цепи следует размещать под одним углом и на одной плоскости.

Если же панели будут располагаться в различных плоскостях, это может привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее расположенных чуть дальше.

Это значит, что ближняя панель будет генерировать электричество, часть которого будет отходить для нагрева дальних панелей. И причина кроется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, для каждой панели лучше задействовать отдельный контроллер.

Основные требования при задействовании контроллера – мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние

Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают внутри между пластинами. Благодаря этому, выдавая максимальный показатель мощности, пластины не перегреваются.

Немаловажное значение имеет и падение напряжения в соединениях, а также самих проводах низковольтной части системы.

Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода, красным указывающая параметры, при которых возникает риск сильного пожароопасного нагрева

В качестве примера может служить тот факт, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока показателем 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может варьироваться в пределах от 0,1 до 0,3 В.

Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.

А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.

При совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подключается, тем сложнее становится схема

Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.

Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:

  • не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
  • резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.

Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.

Несмотря на то, что инверторы вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Авторы видеоматериала, который предоставлен ниже, делятся личным опытом и разбирают нюансы монтажа гелиопанелей.

Пример сборки и монтажа системы заводского образца:

Как правильно установить панели:

Ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет. Но для начинающего мастера, который не собирает ежедневно электросхемы, процесс может стать затруднительным. Поэтому при отсутствии опыта в расчетах и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, владеющему необходимыми знаниями.

sovet-ingenera.com

Монтаж солнечных батарей.

«Альтернативные источники энергии» — еще недавно слыша это словосочетание, мы скептически вздыхали: да, существуют, но это дорого и малодоступно. И если лет двадцать назад солнечные батареи в наших домах можно было увидеть только на калькуляторах, то в последние годы ситуация изменилась в корне. Теперь солнечные батареи для дома широко используются в качестве дополнительного или автономного источника электрической энергии, более того, их можно не только приобрести в готовом виде, но и сделать самостоятельно (если есть некоторые навыки работы с паяльником и электрической сетью).

Солнечные батареи: помощь в экономии электроэнергии

Являясь практически неиссякаемым источником энергии, солнце уже давно испытывало умы народных изобретателей. И вот результат — солнечные батареи стали доступны не только для научных институтов и космических станций, но и внедряются в нашу повседневную жизнь, а также помогают экономить электроэнергию в наших домах. Согласитесь, в условиях постоянного роста цен на эти услуги, это весомый аргумент в пользу вложения средств в установку на крыше дома солнечных батарей.

Устройство солнечной батареи

Солнечные батареи — понятие многосоставное и включает в себя несколько фотоэлементов, спаянных воедино. Спайка нескольких фотоэлектрических модулей помогает добиться производства большего объема электроэнергии.

Единичный фотоэлемент — это «пирог», производимый из моно- или поликремниевых фотоэлектрических преобразователей и состоящий из таких слоев:

  • герметик;
  • стекло;
  • герметизирующая пленка (используется EVA);
  • солнечные элементы (предохраняются от перегревания четырьмя диодами);
  • защитная пленка;
  • корпус.

Наиболее распространены кремниевые солнечные модули с максимальной мощностью в 40—260 Вт.

Солнечные модули соединяются параллельно и последовательно, что при поломке одного элемента не приведет к порче всей батареи. Такая комбинация соединений помогает достичь наивысшей мощности и силы тока батареи.

Принцип действия системы автономного электрообеспечения

Фотоэлементы складываются из двух листов, покрытых кремнием и другими элементами. Верхний лист производится с переизбытком электронов, а нижний – с недостатком. Когда яркий солнечный свет попадает на фотоэлектрический преобразователь, возникает взаимодействие между кремниевыми пластинами, вызывающее движение электронов и преобразующее таким образом энергию солнца в электричество.

Солнечные элементы, составляющие батарею, преобразуют солнечную энергию, которую можно использовать для домашних электроприборов или накапливать в аккумуляторных устройствах. Самыми эффективными и долго служащими являются свинцовые и гелиевые батареи.

Процесс разрядки и подзарядки аккумулятора происходит под «присмотром» контроллера. Он включается в работу при заряде аккумуляторных батарей на 90%: при поступлении на него данных об их почти полной зарядке, контроллер уменьшает скорость заряда аккумулятора. Оптимальный показатель разряда батарей — 20%.

В ситуациях, когда аккумуляторы заряжены полностью, к системе солнечного электрообеспечения подключают резистор — для поглощения избытка мощности.

Батареи вырабатывают ток с постоянным напряжением, не подходящий для большинства электроприборов (кроме светодиодных ламп и портативных гаджетов). Чтобы преобразовать его в ток переменного напряжения в систему устанавливают инвертор.

Сферы применения

Экологически чистые системы снабжения электроэнергией — преобразованной энергии солнца, применяются повсюду: солнечные батареи можно встретить не только в качестве источников энергии дорожных знаков и видео- и фотокамер на трассах и улицах городов, но и на крышах домов. Солнечная батарея для дачи и загородного коттеджа — это отличный вариант, ведь потребность в электроэнергии в таком сезонном жилище совпадает с периодом максимально эффективной его выработки. Системы, устанавливаемые на крышах, способны обеспечить полностью все электроприемники жилища, а также послужить резервным вариантом электроснабжения.

Солнечные батареи применяют:

  • в недоступных для электрификации местах планеты;
  • в космосе;
  • для экономии ресурсов в жилых домах;
  • в технике и автомобилях;
  • для накопления энергии и подзарядки портативных устройств;

Стоит отметить, что с каждым годом этот источник экологически чистого электричества дешевеет, благодаря успехам ученых, постоянно совершенствующих используемые материалы, удешевляющих их стоимость и увеличивающих срок их службы. Стоимость сетевой электроэнергии, наоборот, с каждым годом растет. Поэтому срок окупаемости солнечных батарей при использовании их в быту неуклонно уменьшается, что не может не радовать.

Разновидности солнечных элементов и их стоимость

  1. Тонкопленочные фотоэлементы. Отличаются дешевизной, но не слишком производительны. Работают даже при пасмурной погоде и на них не влияет угол падения солнечных лучей. Занимают большую площадь, чем другие виды панелей и, несмотря на их легкость, редко применяются для бытовых нужд.
  2. Мультикристаллические элементы. Чуть дороже предыдущих, но более эффективны. Подходят для неинтенсивной освещенности.
  3. Монокристаллические фотоэлектрические компоненты. Наиболее распространены в домашнем использовании за счет своей производительности. Зависят от яркости солнечного освещения, но легкие и прочные. Самые дорогие.

Приобрести фотоэлементы можно как в наборах для самостоятельной сборки, так и готовые системы у частных фирм, которые также оказывают и услуги по их установке. Стоимость модуля солнечных батарей в зависимости от размеров, мощности и вида элементов начинается от 1800—2000 рублей за 30 Вт. Стоимость 1 Квт установленной мощности для поли- и монокристаллических элементов составляет 200-250 тыс. рублей. Модули, изготовленные с применением аморфного кремния, дешевле — 120—150 тыс. рублей за 1 Квт мощности. Цена, конечно, зависит еще и от производителя.

Как рассчитать мощность солнечных батарей

Если к процессу оборудования своего жилища солнечными батареями подходить основательно, то стоит определиться с общей мощностью всех приборов, потребляющих электроэнергию в нем. Произведите подсчет потребляемой энергии каждым потребителем за определенный период. Для этого составьте список каждого прибора, запишите, сколько часов он работает в сутки, и умножьте номинальную мощность на количество предполагаемых часов работы. Затем сложите все показатели и получите мощность всей системы. Чтобы узнать номинальную мощность — обратитесь к паспортам электроприборов.

Еще нужно продумать, какова будет емкость аккумуляторов. Для этого проанализируйте, какой период в часах на фотоэлектрические батареи не будут попадать солнечные лучи.

Мощность батарей напрямую зависит от количества солнечного света, поступающего на фотоэлементы, и их температуры (при повышении температуры фотоэлектрического элемента, выработка им энергии снижается в среднем на 0,45%).

При сборке солнечной батареи своими руками выбираются фотоэлементы в количестве, обеспечивающем в спайке общую мощность всех энергопотребителей.

Как самостоятельно сделать солнечную батарею

Итак, выбор солнечных элементов и их количества сделан, теперь можно приступить непосредственно к сборке солнечной батареи. Спаивать фотоэлементы рекомендуют очень осторожно, слишком сильно нажимать на паяльник не стоит — это чревато расколом элемента и выходом его из рабочего состояния.

В продаже есть фотоэлементы с припаянными проводниками — в этом случае пайки будет меньше. Если таковых не оказалось, то приготовьтесь к кропотливой и требующей максимальной аккуратности работе. Старайтесь не наносить на место спайки много олова, дабы не лопнул элемент. Сначала подготавливаем место, где будет проводник карандашом, наносим олово и прикрепляем проводник. Спаиваем все элементы между собой.

схема солнечной батареи

По окончании, спаянные элементы помещаются в каркас. Его делают из алюминиевых уголков, стекла или оргстекла, главное, чтобы защитный экран помогал в защите солнечных элементов от перегрева. Для каркаса используют и ДСП или фанеру. Фотоэлементы закрепляются на лицевой стороне каркаса, и крайние припаиваются к более широким проводникам. Припаиваем диоды — по одному на каждую ¼ часть фотоэлемента. Определяем «+» и «—» системы.

После сборки нужно герметизировать конструкцию, предварительно проверив ее работоспособность. Для этого можно использовать универсальный силиконовый герметик.

Монтаж солнечных батарей на крыше дома

Для размещения солнечных модулей можно использовать как саму крышу, так и специальные каркасные системы. В первом случае угол наклона батарей будет фиксированным, что вызовет трудности с их эксплуатацией в период с пониженной солнечной активностью или обусловит выбор вида фотоэлемента, не зависящего от интенсивности солнечных лучей. Во втором варианте для монтажа солнечных батарей используются конструкции с регуляцией угла наклона (от 15° до 60°) на разное количество модулей системы. Батареи можно устанавливать на любой кровле — от металлической крыши до мягкой черепицы.

Положительные моменты использования каркасных систем:

  • Простота и быстрота установки;
  • Небольшие трудозатраты;
  • Длительный срок полезного использования (до 25 лет);
  • Могут устанавливаться как на крыше, так и на земле;
  • Высокое качество систем.

Плюсы и минусы солнечных батарей и систем на их основе

Что же хорошего даст вам использование солнечных батарей?

  1. Разовое денежное вложение постепенно окупится, а ваше жилище будет обеспечено автономной либо резервной системой электроэнергии на долгие годы. Срок службы качественных батарей на полной мощности составляет 25 лет, по прошествии этого срока мощность упадет всего на 20%.
  2. Отличное решение для дачных домов, используемых в летний период.
  3. Независимость от общей сети и пиковых нагрузок и, связанных с этим перебоев в электроснабжении.
  4. Экологическая чистота вырабатываемой энергии.
  5. Обслуживание сводится к сезонному очищению модулей от пыли и грязи.
  6. Доступность системы для усовершенствования (легко добавляются батареи и аккумуляторы).
  7. Установка солнечных батарей может производиться на любую часть дома и даже на землю.

Минусы:

  • Достаточно медленная окупаемость;
  • Зависимость накопления энергии от солнечной погоды для некоторых видов фотоэлементов;
  • Стоимость хотя с каждым годом и снижается, но продолжает оставаться высокой.

gid-str.ru

Статьи по теме

Научно-технический прогресс не стоит на месте. Люди научились пользоваться силой природы и ее ресурсами, которые полностью бесплатные и не обедняют природу. Использование энергии ветра, воды и солнца – абсолютно безвредно для природы, что делает этот факт особенно ценным. Солнечные батареи – отличный вариант экономии на оплате за коммунальные услуги. Солнечные батареи работают за счет энергии солнца, поглощая солнечный свет, они вырабатывают энергию.

Оглавление:

Сборка солнечной электростанции своими руками

Купить гелиоустановку для выработки электричества для дома не составляет никакого труда, на рынке можно найти много различных предложений, но стоимость такого оборудования достаточно высокое. Купить систему доступно далеко не каждому. Есть альтернатива – изготовление гелиоустановки собственноручно.

Сила тока, которую сможет создавать фотоэлемент, будет зависеть от количества попавших на поверхность солнечных элементов. Количество этих элементов напрямую зависит от ряда факторов:

  • размера аккумуляторов;
  • силы и интенсивности солнечного света;
  • длительности использования;
  • КПД сооружения;
  • температурных показателей.

От размера батареи зависит количество вырабатываемой энергией. Чем больше площадь конструкции, тем больше энергии вырабатывается и тем выше стоимость оборудования.

В зависимости от стоимости и мощности оборудования, солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электричество, разделяются на:

  • Конструкции с малой мощностью – мощность данного оборудования сможет обеспечить зарядку планшета и других электронных приборов. Но при высокой стоимости и столь малой мощности, данное оборудование не пользуется высокой популярностью
  • Универсальные конструкции – чаще всего приобретаются для использования в походах и кемпингах. Это более мощная конструкция, способная питать несколько электроприборов одновременно.
  • Солнечные батареи – плоские фотопластины, крепящиеся на специальной основе. Устанавливаются на крышах домов и благодаря сложному устройству, позволяют полностью покрывать все потребности в электрической энергии.

Электростанция на солнечных батареях своими руками

Уже перестают быть редкостью и диковинкой солнечные электростанции в быту. Данная конструкция повышает комфортность проживания, обеспечивает независимость от работы коммунальных служб. При запасе базовых знаний в электротехнике, можно сделать солнечную электростанцию собственноручно и при этом сэкономить ощутимые деньги. Различают три вида солнечных электростанций:

  • автономные;
  • сетевые;
  • комбинированные.

Для обеспечения дома электроэнергией автономная солнечная электростанция считается наиболее оптимальным вариантом.

Любая солнечная электростанция, продуцирующая переменный ток, состоит из четырех основных компонентов:

  • Фотомодули – количество и площадь фотоэлементов определяется в зависимости от потребностей дома и солнечной активности в конкретной географической местности. Смонтировать модули можно собственными силами, купить придется только кремниевые фотоячейки или купить гелиоблоки, при условии, что размеры блоков совпадают со всеми требованиями.
  • Аккумуляторные батареи – нужны для предотвращения перебоев с подачей электроэнергии. В непогоду и пасмурные дни аккумуляторы смогут поддержать подачу электричества в дни без солнца.
  • Контроллеры – своего рода «часовые», контролирующие аккумуляторы от чрезмерной зарядки. Когда батарея будет полностью заряжена, они понизят ток, вырабатываемый солнечной батареей до той величины, которая необходима для поддержания саморазряда. В самодельной установке данное оборудование необходимо для продления срока эксплуатации.
  • Инверторы – специальные приборы, преобразующие постоянный ток в переменный, который питает всю технику в доме. В частной солнечной электростанции речь идет о синусоидальных батареях. Данный вариант дешевле и подходит для домашнего использования. При переизбытке электроэнергии инверторы выступают связующим звеном между домашней и коммунальной энергетической системой. Они перенаправляют избыток электричества в общую сеть.
  • Кабели – им отводится важная роль. Все уличные кабеля должны быть высокого качества и устойчивости к непогоде и перепадам температур. Для уменьшения энергетических потерь рекомендуется короткий путь и специальное сечение, не меньше четырех миллиметров.

Схема сборки солнечной электростанции

Солнечные модули следует установить на крыше дома. Располагается конструкция в соответствии с инструкцией: расположение под прямым углом к падающему свету, угол отклонения не должен быть больше, чем пятнадцать градусов. При условии, что планируется круглогодичное использование гелиоустановки, батареи располагаются под углом +15 градусов к географической широте. Если используется батарея только в летний период – требуется придерживаться угла наклона – минус пятнадцать градусов к широте. Попросить помочь расположить солнечные батареи правильно, можно человека, который компетентен в данном вопросе. Устанавливаются батареи друг над другом с учетом того, как будет ложится тень, чтобы не перекрывать доступ солнца.

Остальные составляющие конструкции рекомендуется устанавливать отдельно, в специально отведенного для этого помещении. Это поможет избежать энергопотери, да и вся система станет работать намного эффективнее.

При расположении панелей в несколько рядов, между приборами следует придерживаться определенного расстояния. В таком случае не будет затенения. Закрепляют панели в четырех, а лучше в шести местах. Закрепляются батареи только «родными» фиксаторами, в противном случае не будет никакой гарантии надежного крепления.

Собрать солнечную электростанцию руками

Чтобы сэкономить на установке оборудования, которое бригада специалистов произведет за определенную стоимость, необходимо соблюсти правила и прислушаться к рекомендациям опытных людей. Иначе фотопанели не смогут работать с максимально возможной мощностью и материальные затраты на изготовление или приобретение будут напрасными.

Собственноручно изготовленная электростанция солнечной энергии собирается с учетом таких правил:

  • Освещенность – панели обязательно должны быть установлены на самом освещенном месте без малейшего затенения. Как правило, это крыша помещения или фасад.
  • Направление – установка фотобатарей осуществляется с южной стороны крыши, с учетом корректного угла наклона. Южная сторона максимально получают энергию солнца.
  • Угол наклона – для результативности и максимальной эффективности работы панелей, необходимо брать во внимание правильный угол наклона по отношению к горизонту. Выше было описано правило выбора угла, но, если такой вариант недоступен к применению, выбирается постоянный угол, равный географической широте.
  • Обслуживание – если допускать загрязнение поверхностей солнечных батарей, происходит заметная потеря производительности поверхности панели. Необходимо регулярно очищать поверхность: летом от пыли и листьев, зимой от снега и загрязнений.
  • Если батареи устанавливаются на поверхности грунта, то необходимо приподнять конструкцию над землей примерно на полметра.

Но помимо этих нюансов, большую роль во время установки батареи играет тип кровли.

Домашняя солнечная электростанция руками, особенность установки на крыше

От варианта крыши зависит способ расположения батареи. Даже расцветка кровли играет значительную роль. Например, темная крыша сильнее прогревается на солнце и становится причиной перегрева солнечной панели. Если покрытие кровли имеет темную расцветку, в месте расположения батареи необходимо предусмотреть светлую вставку. Если фотопанель устанавливается на плоскую кровлю собственными силами, этот процесс не должен вызвать затруднений. Плоская крыша считается самым лучшим вариантом для расположения солнечной батареи. Для установки приобретают опорные рамы для удобного расположения панели под правильным углом. Ухаживать за панелями и чистить их поверхность на плоских крышах намного удобнее.

Скатные крыши требуют немного другого варианта монтажа. На специальных креплениях устанавливаются батареи с учетом материала, из которого изготовлена кровля. К каждому варианту используется свой крепежный материал. Также монтажные технологии отличаются в каждом конкретном случае. Для естественного охлаждения солнечной батареи рекомендуется делать зазор между крышей и оборудованием, это обеспечивает циркуляцию воздушных масс.

Самодельная электростанция на солнечных батареях

Перед началом самостоятельного изготовления солнечной электростанции, необходимо определиться с материалом. Чаще всего в основу фотопанели идет поликристаллический кремний или монокристаллический материал. Поликристаллический материал имеет невысокий коэффициент полезного действия, но панель из такого материала эффективна при любой силе солнца. Что касается монокристаллических веществ, они имеют более высокую производительность, но заметно снижают эффективность при отсутствии солнца в пасмурную погоду. Из-за этого домашние умельцы отдают предпочтение поликристаллам.

Следует учесть такой факт: все фотоячейки покупаются у одного производителя, чтобы исключить ситуации, когда возникают сложности с определением общей мощности или элементы будут иметь различный срок годности. Некоторые предприимчивые мастера покупают наборы на онлайн-аукционах, что означает выгодное приобретение. Помимо перечисленного, необходимо купить проводники, служащие соединительными элементами для гелиоячеек, приспособления для пайки.

Для корпуса панели применяются легкие материалы, наподобие алюминиевых уголков. Дерево также может служить основой для батарей, но учитывая тот факт, что оно будет подвергаться бесконечному отрицательному воздействию, не рекомендуется использовать этот материал. Следует помнить, что на аукционах продаются многие элементы установки, в том числе и готовый корпус. Для внешнего прозрачного покрытия применяют поликарбонат или оргстекло. В идеале, подойдет любой прозрачный материал, не пропускающий инфракрасные лучи, которые ухудшают качество работы системы.

Как собрать солнечную электростанцию для дома

После подготовки всех материалов, можно заняться непосредственно сборкой солнечной электростанции. Сначала спаивают проводники с гелиоячейками. Так как эта процедура довольно трудоемка и сопровождается порчей элементов из-за их хрупкости, рекомендуется приобретение ячеек с припаянными проводниками. Но если товар приобретен отдельно и нуждается в соединении, существует такой алгоритм действия:

  • подготовить проводники требуемой длины;
  • крайне осторожно переместить проводники в ячейку;
  • на место соединения нанести специальное средство – паяльную кислоту и припой;
  • не оказывая давления на кристалл, следует припаять проводник.

Процесс пайки – кропотливый и затратный по времени.

Соединять элементы можно по разным схемам: последовательно, параллельно, последовательно, со средней точкой. Это не принципиально, главное, чтобы были шунтирующие диоды, благодаря которым не произойдет разрядка в ночное время. Перед установкой проводятся испытания на ток, напряжение, фиксацию элементов и герметизацию. Можно загерметизировать каждую ячейку специальным средством и запечатать пластиком.

Справиться с такой задачей, как монтаж солнечной электростанции своими руками поможет пошаговая инструкция в видео. Гелиобатареи – это выгодно, доступно и недорого. В результате установки инновационной системы, можно не зависеть от погодных условий, когда пропадает электричество из-за сильного ветра или дождя в результате замыкания или выхода из строя оборудования. Солнечные электростанции – это удобно.

strport.ru

Установка солнечных батарей. Как установить солнечную батарею: особенности и пошаговый процесс работы

Развитие современных технологий позволило получать альтернативную электроэнергию путем использования природных ресурсов. Солнечные батареи преобразовывают энергию солнечного источника в ресурс электропитания. Комплекс такого устройства составляют отдельные фотоэлектрические детали, которые при соединении дают нужную мощность. Панели для получения солнечной энергии отличаются между собой по типу материала, из которого они изготовлены. На данный момент существует пять разновидностей данных батарей, которых мы расскажем в этой статье.

Разновидности конструкций

  1. Наибольшее распространение на сегодняшний день получили батареи, изготовленные на основе фотоэлектрических поликристаллических элементов. Востребованность данного типа альтернативных энергоресурсов объясняется наиболее оптимальным соотношением стоимости изделия и количества получаемой с его помощью энергии. Данную разновидность можно определить по синему цвету и кристаллической структуре образующих деталей, а установка солнечной батареи на даче не составит домовладельцу особого труда.
  2. Следующим видом являются панели, образованные монокристаллическими фотоэлектрическими деталями. Они превосходят по своей эффективности предыдущий поликристаллический тип, однако и установка солнечных батарей по цене значительно выше. Отличить данный вид панелей можно по многоугольной форме заполняющих деталей. Следует также отметить, что полностью заполнить площадь батареи такими многоугольниками достаточно сложно, поэтому в результате сооружения отдельные элементы имеют большую удельную мощность, чем батарея.
  3. Солнечные панели, выполненные на основе амфорного кремния, имеют сравнительно низкую эффективность работы. Но они пользуются определенным спросом благодаря тому, что производят наиболее дешевую энергию.
  4. Изделия из теллурида кадмия также имеют незначительную мощность. В основе изготовления данных панелей лежит пленочная технология. Полупроводники в количестве нескольких сотен микрометров наносят на поверхность тонким слоем. При сравнительно невысоких показателях эффективности такие батареи отличаются достаточной мощностью.
  5. Еще одним видом солнечных панелей являются изделия на основе полупроводника CIGS. Батареи этой разновидности также изготовляется согласно пленочной технологии, но они более эффективны, чем панели предыдущего типа.

Преимущества и недостатки

Можно выделить следующие положительные аспекты установки солнечных батарей для дома:

  1. Достаточно продолжительный период службы. При этом эксплуатационные показатели оборудования не ухудшаются.
  2. Данные технологии редко выходят из строя и соответственно практически не требуют сервисного обслуживания.
  3. Оборудование дома или квартиры таким альтернативным источником электроэнергии даст возможность в значительной мере сэкономить затраты на газ и электричество.
  4. Солнечные панели отличаются простотой в эксплуатации.

В качестве недостатков солнечных панелей следует выделить:

  • высокую стоимость изделия;
  • батареи уступают по эффективности традиционным источникам энергии;
  • также для синхронизации энергии, получаемой от батарей и традиционной энергии, потребуется установка дополнительного оборудования, что повлечет за собой расходы;
  • панели для получения солнечной энергии нельзя применять для тех приборов, которые нуждаются в большей мощности.

Принцип работы

Чтобы определиться с выбором панелей для получения солнечной энергии, следует ознакомиться с несколькими нюансами их действия:

  1. В первую очередь нужно понимать, что количество энергии, которую вырабатывают батареи, напрямую не может зависеть от эффективности изделия. Все виды солнечных установок способны дать одинаковую мощность. Отличие состоит в том, что для аппаратов, которые имеют большую эффективность, потребуется меньше места.
  2. Так, например 8 м2 панелей из монокристаллического кремния дадут 1 киловатт энергии. Для получения аналогичного результата при применении батареи из амфорного кремния понадобится уже 20 м2 изделия.
  3. Помимо площади батареи, на итоговый результат выработки энергии влияет и интенсивность солнечного излучения.

Установка солнечных батарей

Панели монтируются на специальную конструкцию. Благодаря ей система фотоэлементов способна выдержать атмосферные воздействия, например сильные порывы ветра, а также обеспечивается необходимый угол наклона. Такая конструкция делится на несколько видов:

  1. Первый вид – наклонный. Он предназначен для установки на любом типе ската крыши.
  2. Ко второму относится горизонтальная конструкция, которая монтируется на плоские крыши.
  3. Третий тип представлен свободностоящей моделью. Установка солнечных батарей на крыше данного вида также может быть произведена на кровлю любого типа.

Процесс монтажа солнечной батареи выглядит следующим образом:

  1. Для фиксации каркаса конструкции потребуются металлические угольники размером 50х50 мм, а также угольники для распорных перекладин толщиной 25х25 мм. Благодаря наличию данных деталей конструкция получает необходимую прочность, устойчивость и необходимый угол наклона.
  2. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм.
  3. Под покрытие крыши конструкция подвешивается посредством шпилек размером 12 мм.
  4. В угольниках следует просверлить отверстия, в которых при помощи шурупов нужно закрепить панели.
  5. В процессе работы необходимо следить за тем, чтобы в каркасе отсутствовали перекосы. Иначе стекло может лопнуть вследствие перенапряжения.
  6. Установка солнечной батареи на балконе осуществляется по аналогичному принципу, за исключением того, что подвешивается такая конструкция на наклонный каркас. Его следует фиксировать между торцевой и несущей стеной, на солнечной стороне здания.

Рекомендации к процессу

Чтобы в процессе эксплуатации получить максимальный КПД панелей следует придерживаться некоторых рекомендаций:

  1. Как правило, батареи для получения альтернативной энергии устанавливают на крышах или стенах зданий. В отдельных случаях для монтажа конструкции применяются специальные опоры.
  2. Во всех случаях должны отсутствовать затемнения. Батареи следует располагать так, чтобы на них не попадала тень от деревьев, соседних домов и т.д.
  3. Также следует учесть, что монтаж панелей осуществляется рядами, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы верхние ряды не затемняли нижние.
  4. Опасность попадания тени на изделие заключается в том, что это станет причиной частичного или полного прекращения выработки энергии. Помимо этого существует вероятность образования токов «обратной связи», что в свою очередь спровоцирует неисправность устройства.
  5. Для эффективности работы батареи особое значение имеет правильная ориентация относительно солнца. Это нужно для того, чтобы поверхность батареи получала максимальный поток солнечных лучей. Следует вычислять необходимую ориентацию исходя из географического положения здания. Например, если установка осуществляется с северной стороны, то панели должны монтироваться в направлении юга.
  6. Также в процессе установки необходимо учитывать и угол наклона изделия. Его следует определять, также ориентируясь на географическое местонахождение. Угол должен равняться широте расположения здания. Так как солнце в зависимости от сезона меняет свою высоту над горизонтом, нужно предусмотреть корректировку угла установки солнечных батарей. Как правило, выполнять коррекцию приходится примерно на 12°.
  7. Монтировать изделия следует таким образом, чтобы к ним был доступ. Данные конструкции не требуют особенного ухода, но время от времени их необходимо очищать от загрязнений и снега. По мере своего накопления дождевые разводы, пыль и остатки снега способны снизить эффективность установки.

Подключение

Энергию, вырабатываемую батареей, нельзя использовать напрямую в каких-либо приборах. Для получения напряжения следует установить инвертор между панелью и сетью потребления. Существует три варианта подключения солнечных батарей:

  1. Первый вариант схемы установки солнечных батарей предполагает автономное подключение. Данный способ является наиболее подходящим в тех местах, где отсутствует централизованная система электроснабжения. Автономную систему образуют аккумуляторные батареи с большой мощностью. Принцип их действия заключается в накапливании энергии в дневное время и солнечную погоду. После чего потоки направляются в сеть, когда наступает период недостаточного освещения.
  2. Вторым способом является резервное подключение. Данный вариант используется там, где есть централизованная сеть энергообеспечения. Подключение резервного характера, как правило, исполняет роль дополнительного источника энергии и применяется в случаях, когда основные источники в силу каких-либо обстоятельств выходят из строя. Также данная система может быть использована для стабилизации электрического тока, проходящего по сети, в случае снижения его характеристик.
  3. Третий вариант заключается в подключении к сети и предполагает выработку избыточной энергии солнца и последующего ее поступления в сеть для продажи.

Заключение

Батареи, позволяющие получать электроэнергию при помощи аккумуляции солнечной энергии, являются достаточно удобной альтернативой позволяющей экономить традиционные ресурсы. Установка солнечных батарей своими руками посильна для каждого домовладельца, стоит лишь учесть некоторые правила и особенности рабочего процесса. Но принимая решение о монтаже такого оборудования, следует понимать, что данные батареи имеют и недостатки. Это значительная стоимость, низкая эффективность в холодное время года и небольшая эффективность сравнительно с традиционными источниками.

Установка солнечных батарей на видео показана ниже:

Установка солнечных батарей

  • 3.00 / 5 5
  • 1 / 5
  • 2 / 5
  • 3 / 5
  • 4 / 5
  • 5 / 5

recn.ru


Смотрите также