Что надо знать про солнечные батареи для дома: их выбор, размещение и использование

Что надо знать про солнечные батареи для дома: их выбор, размещение и использование

Как дополнительный и альтернативный источник энергии, солнечные батареи достаточно активно применяются не только в промышленных, но и бытовых условиях. Но прежде чем установить себе такой источник электроэнергии, покупателю важно узнать, как подобрать оптимальные по характеристикам и мощности солнечные батареи для дома, ведь цена готовых комплектов варьируется в достаточно большом диапазоне. Разберёмся, как подбирают солнечные батареи для дома, стоимость комплекта, и что в него входит.

Где чаще всего используются солнечные батареи

Сфера применения солнечных батарей огромна. Уже сейчас их с успехом используют для электроснабжения частных и многоквартирных домов, хозяйств, в том числе для освещения и обогрева теплиц, построек, освещения придомовой территории, питания приборов.

Чаще всего про автономное электроснабжение задумываются в следующих случаях:

  • Если местность не электрифицирована, солнечные панели для частного дома обойдутся намного дешевле, чем использование жидкотопливных генераторов.
  • В сельской местности нередко отключают электричество, и люди буквально остаются без света. Включив автономное электроснабжение, можно жить в привычном комфорте длительное время, тем более, что в комплекте с солнечными панелями всегда идет аккумулятор.
  • В многоквартирных домах солнечные модули также применяются в качестве резервных, а также существуют проекты, предусматривающие использование солнечной энергии для горячего водоснабжения.

Срок службы солнечных батарей

Как правило, в документах на оборудование, указывается срок годности от 20 до 25 или даже 30 лет. Однако многие устройства продолжают функционировать и по прошествии указанного производителями периода. Например, первая в мире солнечная батарея работает уже свыше 60 лет, а за эти годы технология производства была существенно усовершенствована.

Явно можно выделить только один недостаток – при постоянной эксплуатации мощность оборудования снижается, тем не менее эти показатели незначительны: за 10 лет не больше чем на 10%.

При соблюдении несложных рекомендаций срок службы солнечных панелей можно увеличить:

  • Предупреждать физические повреждения, такие как падение деревьев, срыв ветром и царапин на чувствительных элементах. От последних зависит эффективность работы устройства.
  • Регулярно производить уход: обслуживание и очистку.
  • При необходимости установить ветрозаградительные конструкции.

Солнечные панели для частного дома (готовые комплекты) в систему включают следующие составляющие: аккумуляторные батареи и силовая электроника. Срок службы первых устройств составляет от 2 до 15 лет, вторых – от 5 до 20 лет, в зависимости от характеристик, интенсивности эксплуатации и бережного ухода.

Общие характеристики и доступность приобретения

Оборудование не наносит вреда окружающей среде и обеспечивает стабильное питание без скачков напряжения. И, главное, поставляет бесплатную энергию: за которую не приходят коммунальные счета.

Солнечная модуль преобразовывает свет в электрическую энергию, генерируя постоянный ток. Площадь панелей может достигать нескольких метров. Когда необходимо увеличить мощность системы, увеличивают количество модулей. Их эффективность зависит от интенсивности солнечного света и угла падения лучей: от местоположения, сезона, климатических условий и времени суток. Чтобы грамотно учитывать все эти нюансы, монтаж должны выполнять профессионалы.

Состоят из силиконовых ячеек, преобразующих солнечную энергию. Отличаются компактными размерами. По своей производительности это до недавнего времени самая эффективная (КПД до 22 %) солнечная батарея для дома. Комплект (цена его одна из дорогостоящих) обойдется от 100 тыс. рублей.

В них используется поликристаллический кремний. Они не так эффективны (эффективность до 18%), как монокристаллические фотоэлементы. Зато их стоимость существенно ниже, поэтому они доступны широким слоям населения.

Имеют тонкопленочные фотоэлементы на основе кремния. Уступают моно и поликристаллам по выработке энергии, но и стоят дешевле. Их преимуществом является способность функционировать при рассеянном и даже слабом освещении.

Современные и наиболее эффективные на сегодняшний день солнечные модули, обладающие КПД 22-25% (на протяжении всего срока службы!). Эффективно работают как в облачную погоду, так и при высоких температурах).

В России единственным производителем модулей по этой технологии является компания « Хевел », которая входит в пятерку мировых производителей, выпускающих гетероструктурные солнечные модули.

НТЦ компании в 2016 году запатентовал собственную технологию создания гетероструктурных модулей и сейчас её активно развивает.

В систему входят также следующие компоненты:

  • Инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.
  • Аккумуляторная батарея. Она не только накапливает энергию, но и нивелирует перепады напряжения, когда меняется уровень освещенности.
  • Контроллер зарядного напряжения аккумулятора, режима зарядки, температуры и других параметров.

В магазинах можно приобрести как отдельные компоненты, так и целые системы. При этом мощность устройств определяется исходя из конкретных потребностей.

Функционирование, виды преобразователей и их сравнительная энергоэффективность

Преобразователи или инверторы являются ключевыми компонентами солнечных батарей. Они трансформируют постоянный ток, вырабатываемый модулем в переменный напряжением 220 В, который необходим для работы электрических приборов. Инверторы имеют мощность от 250 до 8000 Вт. При покупке рекомендуют учитывать самую высокую нагрузку на сеть и соотносить напряжение и мощность. Оптимальными считаются параметры: 12 вольт и 600 ватт, 24 Вольт при 600-1500 Ватт, 48 Вольт, если мощность больше 1500 Ватт.

  • Автономный . Перед тем как выбрать инвертор, надо определить, какие приборы будут от него питаться, и подсчитать их общую максимальную мощность в единицу времени. Рекомендуется взять мощность инвертора несколько больше. Некоторые бытовые электроприборы при включении создают резкое увеличение напряжения, из-за которого устройство может выйти из строя.
  • Синхронный . Они накапливают энергию, а излишки передают в электрическую сеть. В случае недостатка электричества, выработанного системой, преобразователь «позаимствует» его из общей сети. Применение модели синхронного типа позволит избежать перебоя в энергоснабжении.
  • Многофункциональные устройства объединили в себе преимущества первого и второго вида.

На общую стоимость солнечных батарей для частного дома влияют и преобразователи. В зависимости от формы сигнала напряжения на выходе существует несколько видов их видов, которые различаются применением и стоимостью:

  • С синусоидальным сигналом . Создают ток высокого качества, что сказывается на их стоимости. От них работают крупные бытовые приборы: холодильники, котлы, кондиционеры.
  • Прямоугольным . К этим недорогим инверторам подключают осветительные приборы. Большинство домашних бытовых приборов с ними несовместимы.
  • Псевдосинусоидальным . Их преимуществом является возможность подключения практически всей домашней техники. Но качество сигнала снижено по сравнению с первым видом, поэтому они стоят дешевле.
Читайте также:
Строительство на склоне и сложном рельефе дешево

Стоимость комплекта и основные технические характеристики, срок окупаемости

Цены на готовые комплекты в основном варьируются от 30 000 до 2 000 000 руб. Они зависят от составляющих их устройств (от вида батарей, количества приборов, производителя и характеристик). Можно встретить бюджетные варианты стоимостью от 10 500 руб. В эконом-набор входит панель, контроллер заряда, коннектор.

В стандартные комплекты включают:

  • энергетический модуль;
  • контроллер заряда;
  • аккумулятор;
  • инвертор;
  • стеллаж *;
  • кабель *;
  • клеммы*.

* Предусмотрены в расширенной комплектации.

Технические характеристики указывают в руководстве к применению:

  • Мощность и размеры панелей. Чем больше нужна мощность, тем выгоднее покупать батареи больших размеров.
  • Энергоэффективность системы.
  • Температурный коэффициент показывает насколько температура влияет на мощность, напряжение и ток.

По подсчетам специалистов, одна солнечная система, рассчитанная на 4 человека, окупается через 4 года. К тому же стоимость за последние 2 десятилетия сильно упала.

Так, например, комплект, мощностью 5 кВт С3 сетевой солнечной электростанции от компании «Хевел» – на базе гетероструктурных солнечных модулей – подойдёт для покрытия нужд энергоснабжения частного дома или небольших объектов в сфере бизнеса: павильоны, кафе, магазины, гостевые дома и т.д.

Сетевая солнечная электростанция Хевел позволяет экономить на счетах за электроэнергию, увеличивая при этом подведённую мощность на объекте. Автономные и гибридные солнечные электростанции Хевел оснащены аккумуляторными батареями, поэтому исключают перебои с электроснабжением, а также выручают в случае отсутствия на объекте подключения к основной сети.

Квалифицированные менеджеры компании «Хевел» помогут сделать расчёты энергопотребления и подобрать наиболее подходящий комплект для Вашего дома, а также выполнить монтаж и пуско-наладочные работы СЭС.

Длительная официальная гарантия на модули, официальная гарантия на все комплектующие, сертификаты соответствия качества – вот что отличает надёжного поставщика.

Все разработки, солнечные модули и ячейки проходят многостадийный контроль качества, а также испытания на прочность и износостойкость, что позволяет с уверенностью говорить о надёжности и долговечности модулей и конструкций, а также предоставлять гарантию на продукцию Хевел – до 25 лет.

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше). Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов. В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

Как солнечная энергия используется для получения тепла

Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

  • бака-аккумулятора;
  • насосной станции;
  • контроллера;
  • трубопроводы;
  • фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Популярные производители солнечных батарей

Самой распространенной в России является продукция китайских производителей, благодаря относительной дешевизне, по сравнению с продукцией, произведенной в других странах. К примеру, солнечные батареи из Китая почти вдвое ниже по цене, чем немецкие.

Чаще всего на прилавках встречается продукция компаний Yingli Green Energy и Suntech Power Ко. Также популярностью пользуются панели HiminSolar (Китай). Их солнечные батареи производят электроэнергию даже в дождливую погоду.

Производство солнечных батарей налажено и у отечественного производителя. Этим занимаются такие компании:

  • ООО «Хевел» в Новочебоксарске;
  • «Телеком-СТВ» в Зеленограде;
  • «Sun Shines» (ООО «Автономные Системы Освещения») в Москве;
  • ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;
  • ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

По стоимости всегда можно найти подходящий вариант. Например в Москве на солнечные батареи для дома стоимость будет варьироваться от 21 000 до 2 000 000 руб. Стоимость зависит от комплектации и мощности устройств.

Этапы монтажа батарей

  1. Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)
  2. Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.
  3. Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Несмотря на сложность подключения и калибровки, срок работ невелик – при наличии соответствующих инструментов, грамотные монтажники затратят на все про все примерно полдня.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

Читайте также:
Шторы на кухню с балконной дверью : шторы для кухни с балконом - новинки дизайна года

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной мере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует. Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства. Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.

Что надо знать про солнечные батареи для дома: их выбор, размещение и использование

Как дополнительный и альтернативный источник энергии, солнечные батареи достаточно активно применяются не только в промышленных, но и бытовых условиях. Но прежде чем установить себе такой источник электроэнергии, покупателю важно узнать, как подобрать оптимальные по характеристикам и мощности солнечные батареи для дома, ведь цена готовых комплектов варьируется в достаточно большом диапазоне. Попробуем разобраться как подбирают солнечные батареи для дома, стоимость комплекта, и что в него входит.

Где чаще всего используются солнечные батареи

Сфера применения солнечных батарей огромна. Уже сейчас их с успехом используют для электроснабжения частных и многоквартирных домов, хозяйств, в том числе для освещения и обогрева теплиц, построек, освещения придомовой территории, питания приборов.

Чаще всего про автономное электроснабжение задумываются в следующих случаях:

  • Если местность не электрифицирована, солнечные панели для частного дома обойдутся намного дешевле, чем использование жидкотопливных генераторов.
  • В сельской местности нередко отключают электричество, и люди буквально остаются без света. Включив автономное электроснабжение, можно жить в привычном комфорте длительное время, тем более, что в комплекте с солнечными панелями всегда идет аккумулятор.
  • В многоквартирных домах солнечные модули также применяются в качестве резервных, а также существуют проекты, предусматривающие использование солнечной энергии для горячего водоснабжения.

Срок службы солнечных батарей

Как правило, в документах на оборудование, указывается срок годности от 20 до 25 или даже 30 лет. Однако многие устройства продолжают функционировать и по прошествии указанного производителями периода. Например, первая в мире солнечная батарея работает уже свыше 60 лет, а за эти годы технология производства была существенно усовершенствована.

солнечные батареи для дома

При соблюдении несложных рекомендаций срок службы солнечных панелей можно увеличить:

  • Предупреждать физические повреждения, такие как падение деревьев, срыв ветром и царапин на чувствительных элементах. От последних зависит эффективность работы устройства.
  • Регулярно производить уход: обслуживание и очистку.
  • При необходимости установить ветрозаградительные конструкции.

Солнечные панели для частного дома (готовые комплекты) в систему включают следующие составляющие: аккумуляторные батареи и силовая электроника. Срок службы первых устройств составляет от 2 до 15 лет, вторых – от 5 до 20 лет, в зависимости от характеристик, интенсивности эксплуатации и бережного ухода.

Общие характеристики и доступность приобретения

Оборудование не наносит вреда окружающей среде и обеспечивает стабильное питание без скачков напряжения. И, главное, поставляет бесплатную энергию: за которую не приходят коммунальные счета.

солнечные панели для частного дома

Солнечная модуль преобразовывает свет в электрическую энергию, генерируя постоянный ток. Площадь панелей может достигать нескольких метров. Когда необходимо увеличить мощность системы, увеличивают количество модулей. Их эффективность зависит от интенсивности солнечного света и угла падения лучей: от местоположения, сезона, климатических условий и времени суток. Чтобы грамотно учитывать все эти нюансы, монтаж должны выполнять профессионалы.

  • Монокристаллические. Состоят из силиконовых ячеек, преобразующих солнечную энергию. Отличаются компактными размерами. По своей производительности это самая эффективная (эффективность до 22 %) солнечная батарея для дома. Комплект (цена его одна из дорогостоящих) обойдется от 100 тыс. рублей.
  • Поликристаллические. В них используется поликристаллический кремний. Они не так эффективны (эффективность до 18%), как монокристаллические фотоэлементы. Зато их стоимость существенно ниже, поэтому они доступны широким слоям населения.
  • Аморфные. Имеют тонкопленочные фотоэлементы на основе кремния. Уступают моно и поликристаллам по выработке энергии, но и стоят дешевле. Их преимуществом является способность функционировать при рассеянном и даже слабом освещении.

В систему входят также следующие компоненты:

  • Инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.
  • Аккумуляторная батарея. Она не только накапливает энергию, но и нивелирует перепады напряжения, когда меняется уровень освещенности.
  • Контроллер зарядного напряжения аккумулятора, режима зарядки, температуры и других параметров.

В магазинах можно приобрести как отдельные компоненты, так и целые системы. При этом мощность устройств определяется исходя из конкретных потребностей.

Функционирование, виды преобразователей и их сравнительная энергоэффективность

Преобразователи или инверторы являются ключевыми компонентами солнечных батарей. Они трансформируют постоянный ток, вырабатываемый модулем в переменный напряжением 220 В, который необходим для работы электрических приборов. Инверторы имеют мощность от 250 до 8000 Вт. При покупке рекомендуют учитывать самую высокую нагрузку на сеть и соотносить напряжение и мощность. Оптимальными считаются параметры: 12 вольт и 600 ватт, 24 Вольт при 600-1500 Ватт, 48 Вольт, если мощность больше 1500 Ватт.

комплект солнечных батарей для дома цена

  • Автономный. Перед тем как выбрать инвертор, надо определить, какие приборы будут от него питаться, и подсчитать их общую максимальную мощность в единицу времени. Рекомендуется взять мощность инвертора несколько больше. Некоторые бытовые электроприборы при включении создают резкое увеличение напряжения, из-за которого устройство может выйти из строя.
  • Синхронный. Они накапливают энергию, а излишки передают в электрическую сеть. В случае недостатка электричества, выработанного системой, преобразователь «позаимствует» его из общей сети. Применение модели синхронного типа позволит избежать перебоя в энергоснабжении.
  • Многофункциональные устройства объединили в себе преимущества первого и второго вида.
Читайте также:
Установка сетка рабица. Установка забора из рабицы своими руками: как уберечь дачу от посягательства злоумышленников

Видео описание

На видео показано, как выбрать инвертор для частного дома:

На общую стоимость солнечных батарей для частного дома влияют и преобразователи. В зависимости от формы сигнала напряжения на выходе существует несколько видов их видов, которые различаются применением и стоимостью:

  • С синусоидальным сигналом. Создают ток высокого качества, что сказывается на их стоимости. От них работают крупные бытовые приборы: холодильники, котлы, кондиционеры.
  • Прямоугольным. К этим недорогим инверторам подключают осветительные приборы. Большинство домашних бытовых приборов с ними несовместимы.
  • Псевдосинусоидальным. Их преимуществом является возможность подключения практически всей домашней техники. Но качество сигнала снижено по сравнению с первым видом, поэтому они стоят дешевле.

Стоимость комплекта и основные технические характеристики, срок окупаемости

Цены на готовые комплекты в основном варьируются от 30 000 до 2 000 000 руб. Они зависят от составляющих их устройств (от вида батарей, количества приборов, производителя и характеристик). Можно встретить бюджетные варианты стоимостью от 10 500 руб. В эконом-набор входит панель, контроллер заряда, коннектор.

В стандартные комплекты включают:

  • энергетический модуль;
  • контроллер заряда;
  • аккумулятор;
  • инвертор;
  • стеллаж *;
  • кабель *;
  • клеммы*.

* Предусмотрены в расширенной комплектации.

солнечные панели для частного дома

Технические характеристики указывают в руководстве к применению:

  • Мощность и размеры панелей. Чем больше нужна мощность, тем выгоднее покупать батареи больших размеров.
  • Энергоэффективность системы.
  • Температурный коэффициент показывает насколько температура влияет на мощность, напряжение и ток.

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше). Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов. В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

Видео описание

На видео пример расчетов, показывающий, сколько панелей нужно для обеспечения автономного энергоснабжения:

Как солнечная энергия используется для получения тепла

Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

  • бака-аккумулятора;
  • насосной станции;
  • контроллера;
  • трубопроводы;
  • фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

установка солнечных батарей на крыше дома цена

Популярные производители солнечных батарей

Самой распространенной в России является продукция китайских производителей, благодаря относительной дешевизне, по сравнению с продукцией, произведенной в других странах. К примеру, солнечные батареи из Китая почти вдвое ниже по цене, чем немецкие.

Чаще всего на прилавках встречается продукция компаний Yingli Green Energy и Suntech Power Ко. Также популярностью пользуются панели HiminSolar (Китай). Их солнечные батареи производят электроэнергию даже в дождливую погоду.

Производство солнечных батарей налажено и у отечественного производителя. Этим занимаются такие компании:

  • ООО «Хевел» в Новочебоксарске;
  • «Телеком-СТВ» в Зеленограде;
  • «Sun Shines» (ООО «Автономные Системы Освещения») в Москве;
  • ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;
  • ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

По стоимости всегда можно найти подходящий вариант. Например в Москве на солнечные батареи для дома стоимость будет варьироваться от 21 000 до 2 000 000 руб. Стоимость зависит от комплектации и мощности устройств.

солнечные панели для частного дома

Этапы монтажа батарей

  1. Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)
  2. Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.
  3. Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

установка солнечных батарей на крыше дома цена

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной пере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует. Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства. Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.

Солнечные батареи и их особенности. Принципы выбора оборудования для частного дома

Среди нас существует множество источников бесплатной энергии, самая доступная и выгодная – солнечная. Для её добычи используются специальные элементы – солнечные панели. О том, что понадобится для устройства солнечной электростанции в частном доме, о нюансах использования солнечной энергии мы сегодня и поговорим.

Составные части солнечной электростанции

Условно можно выделить две группы систем солнечных батарей – с малыми и большими панелями. В первом случае речь идет о аккумуляторах, способных «выдавать» до 24 В. Для полноценного обеспечения дома электроэнергией потребуются панели второго типа. Рассмотрим устройство подобных систем.

Читайте также:
Шкафы вокруг дверных проемов

Солнечные элементы

Солнечные элементы

Важнейшей частью солнечной электростанции являются сами элементы. Они выполнены из специального материала, который способен преобразовывать солнечную энергию в электрическую.

Панель состоит из нескольких отдельных элементов, которые соединяются в сборки последовательно и параллельно. При параллельном соединении увеличивается выходное напряжение, при последовательном – выходной ток.

У каждой солнечной панели есть несколько основных характеристик, которые стоит учитывать при выборе.

Мощность (Вт)

Подбирается с учетом уровня оснащения электрическими приборами. Так, семья из трех человек, потребляет около 5 кВт/ч ежедневно. Значит, суммарная мощность фотоэлементов не должна быть меньше 1500 Вт. Есть еще ряд нюансов, которые надо учитывать.

Напряжение (В)

Для частного дома предпочтительней системы, которые выдают 24 В

Металлический или пластиковый. Первый тяжелее, но долговечнее.

Коннекторы или выводы. Первый вариант практичнее и надежнее, но стоит дороже.

Не забывайте, что вам придется регулярно чистить элементы от грязи и пыли. Делать это гораздо удобнее, если панели находятся в надежной металлической рамке.

Солнечные панели можно купить уже готовыми, но гораздо выгодней и удобнее собрать их самому. Так вы сможете неплохо сэкономить. Сами элементы можно заказать в интернете. Соединяя их параллельно и последовательно, вы сможете добиться необходимой мощности и напряжения. Для каркаса можно использовать алюминиевые уголки и лист стекла или прозрачного пластика.

Помните, что пластик со временем может помутнеть, что уменьшит количество энергии, получаемой с панелей. Стекло в этом плане более долговечно, но оно менее прочное.

Контроллер

Контроллер распределяет заряд между потребителем и аккумулятором. Если мощность, выдаваемая солнечными батареями, больше потребляемой, то остаток идет на зарядку аккумуляторов. Если же мощность нагрузки больше, чем выделяют элементы, то в работу подключаются аккумуляторные батареи.

Контроллер так же обеспечивает правильный заряд аккумуляторов. Выбирать его стоит исходя из мощности солнечных батарей, емкости аккумуляторов и величины нагрузки. Современные контроллеры могут сообщать вам всю информацию о вашей станции через интернет.

Батареи

Контролер

Аккумуляторы накапливают излишнюю мощность с солнечных батарей, что позволяет пользоваться электричеством и в ночное время суток. Кроме того, если размер потребляемой электроэнергии превышает максимально возможное производство в панелях – подключается аккумулятор.

Самый важный параметр АКБ – емкость. Минимальная необходимая емкость аккумулятора – это то количество электроэнергии, которое вы потребляете за ночь. Если в темное время суток вы потребляете 2 кВт/ч, то и аккумулятор должен отдавать не менее 2 кВт/ч.

Емкость рассчитывается следующим образом:

Необходимая емкость=потребление (Вт/ч)/напряжение АКБ (в вольтах).

Если вы потребляете 2 кВт/ч, а напряжение аккумулятора равно 12 В, то необходимая емкость равна 166 А/ч (2000/12).

Но КПД батареи не 100 %, а 70 или даже 50 %. В облачность выработка электроэнергии сильно снижается, поэтому надо рассчитывать АКБ, исходя из потребления за двое суток. Тогда, в случае пасмурной погоды, вы сможете комфортно дождаться солнечных дней.

Инвертор

Инвертор

Инвертор преобразует 12 В с аккумуляторной батареи в 220 В для работы приборов. Главный его параметр – мощность. Рассчитывается она из потребления электроэнергии всеми приборами в один момент времени.

Это значение надо подбирать с запасом, так как КПД данного прибора далеко не 100 %. При подключении нагрузки с суммарной мощностью большей, чем способен отдать инвертор, он просто сгорит или уйдет в защиту.

Есть один нюанс при выборе инвертора. Приборы с электродвигателем (холодильник, дрель, пылесос и т.д.) требуют для работы чистую синусоиду. Поэтому при выборе инвертора следует обращать внимание не только на мощность, но и на тип выходного напряжения.

Проводка

Провода соединяют все элементы воедино. Выбирать их стоит исходя из мощности, которая по ним протекает. Запас в этом случае необходим, так как на проводах может теряться часть выдаваемой энергии.

Если провода работают на пределе своих возможностей, то они могут греться, что приведет к пожару.

Солнечные батареи обычно устанавливаются на крышу дома, но если крыша расположена неудачно, то их можно установить и на земле, используя специальные крепления. В этом случае оборудование будет удобно очищать от грязи и пыли.

Направление установки также играет большую роль. Необходимо выяснить, в какой стороне продолжительность освещения солнечных панелей будет максимальна для вашего региона.

Интересные факты

Советы и факты

Батареи на солнечной энергии имеют ряд особенностей, о которых многие люди не подозревают. Мы подобрали интересные факты, которые могут поменять ваше представление об этом источнике электроэнергии.

Монокристаллические панели перестают аккумулировать солнечную энергию даже при частичном затемнении. Поликристаллические элементы в таких же условиях лишь снижают выдаваемую мощность.

На качество работы влияет инсоляция – чем она ниже, тем больше вам потребуется пластин.

Количество пластин не зависит от общей площади крыши.

Установка солнечных батарей в целях экономии – долгосрочные инвестиции. Цена качественной системы может достигать десятков тысяч долларов, окупаемость настанет через несколько десятилетий.

Панели служат не более 50 лет, аккумуляторы – до 10 лет. Проблема утилизации фотоэлементов в России не решена.

Можно сэкономить на оборудовании, если воспользоваться онлайн – площадками по покупке/продаже модулей.

Как установить в доме солнечные батареи? С чего начать расчеты? Какие разрешения нужны?

Как установить в доме солнечные батареи? С чего начать расчеты? Какие разрешения нужны?

В прошлом году в России начал работать закон о микрогенерации, который позволяет компаниям и частным лицам, установившим солнечные панели, продавать излишки электричества в городскую сеть. То есть счетчик официально может крутиться в обратную сторону. Как это работает? И что главным образом нужно учитывать, если у вас есть частный дом и вы раздумываете о солнечных батареях? Разбираемся вместе с Минэнерго РФ и пользователем, который с 2014 года снабжает дом электричеством от солнечных батарей.

Читайте также:
Характеристики и особенности напыляемого утеплителя Polynor

В каком состоянии солнечная энергетика в России?

По состоянию на январь 2022 года, согласно данным Минэнерго РФ, в Единой энергосистеме (ЕЭС) России суммарная мощность электростанций составляет 246,55 ГВт, доля солнечных электростанций (СЭС) — 1,962 ГВт, это примерно 0,8% (0,78%). В мире доля солнечной энергии в выработке электроэнергии в 2020 году составляет менее 3%. В нулевых на нее приходилось менее 0,1%.

В России большие проекты в солнечной энергетике стали появляться после принятия в 2013 году правительственной программы, стимулирующей использование объектов ВИЭ на оптовом рынке электроэнергии. Первый объект промышленной солнечной электростанции мощностью 5МВт был построен на Алтае в 2014 году.

В мире в прошлые пять лет увеличивалось строительство солнечных электростанций и ветряных турбин. Солнечные электростанции в мире строятся быстрее, чем ветрогенераторы. Прогнозировалось, что в прошлом году их прирост в возобновляемой электроэнергии должен был составить 17%. По некоторым прогнозам, разрыв между солнечными электростанциями и ветрогенерацией со временем будет увеличиваться.

В 2020 году принята Энергетическая стратегия РФ, рассчитанная до 2035 года. В ней уточняется, что при благоприятном развитии событий доля возобновляемых источников энергии в российской энергосистеме к этому году достигнет 3–5%.

В каких регионах больше всего солнечных электростанций?

Наибольшая доля выработки солнечной генерации на Юге России. Регионы-лидеры — Оренбургская и Астраханская области, Калмыкия, а также Бурятия и Башкирия.

Многие убеждены, что солнца в России очень мало и ставить солнечные панели в большинстве регионов нет смысла. Но, по информации Минэнерго РФ, сейчас окупаются все установленные станции, в том числе в регионах, где сравнительно мало солнечных дней. “Окупаемость в большей степени зависит от стоимости электроэнергии, нежели от уровня инсоляции. Инсоляция, или удельная выработка 1 кВт, в России варьируется от 800 кВт⋅ч в год в Мурманске и до 1 500 кВт⋅ч в год в Забайкальском крае”, — ответили в ведомстве на запрос ТАСС.

В каких зданиях чаще применяются солнечные батареи?

Большая часть — в крупных инфраструктурных объектах. Доля частных домов не превышает 0,5% (~8–10 МВт) от общей мощности установленных солнечных электростанций.

Примеры крупных проектов в 2019–2022 годах:

  1. “Полиметалл”, солнечная электростанция на золоторудном месторождении Светлое (Хабаровский край), — 1 Мвт.
  2. ПАО “Газпромнефть”, Омский нефтеперерабатывающий завод — СЭС, — 1 Мвт.
  3. Raven Russia (DHL), база логопарка “Дон” (Ростовская область), — 530 кВт.
  4. Центр оздоровления “Сибур” (Анапа) — 471 кВт.
  5. Завод “Такеда” (Ярославская область) — 50 кВт.
  6. Магазин автозапчастей (Смоленская область) — 18,6 кВт.
  7. Аэродром Крутицы (Рязанская область) — 146 кВт.
  8. TastyCoffee, производство для сети кофеен и магазинов (Чебоксары), — 40 кВт.
  9. Энергосбыт ПАО “Т плюс”, офисное здание (Оренбург), — 27,6 кВт.
  10. Ледовый дворец “Алмаз” (Воронеж) — 105 кВт.
  11. Завод ОАО “Вода-сестрица” (Йошкар-Ола) — 25 кВт.

Все перечисленные объекты оборудованы сетевыми солнечными электростанциями. Многие из них могут быть подключены к электросетям в рамках закона о микрогенерации (с выдачей в общую сеть до 15 кВт).

Что за закон о микрогенерации?

В марте 2021 года в России начал работать закон о микрогенерации. Теперь компании и частные владельцы жилья могут продавать излишки энергии, если они есть, в городскую энергосеть. Например, днем, летом, когда выработка электричества сильно превышает потребление. Есть ограничение на выдачу мощности — до 15 кВт.

Это, по задумке, должно простимулировать в том числе владельцев жилья ставить солнечные панели. Но сейчас большой активности в этом со стороны физлиц нет. Самый заметный пример, когда владелец частного дома стал обеспечивать себя электричеством от солнечных панелей и подключил свою систему к городской электросети, был задолго до принятия закона. В 2014 году гендиректор “1С-Битрикс” Сергей Рыжиков сделал солнечную электростанцию для обеспечения дома в Калининграде и стал отдавать городу излишки. “Я связался с представителями городской электросети “ЯнтарьЭнерго”, написал заявление, выполнил все технические условия, и меня подключили. Но на тот момент наше законодательство не позволяло платить гражданским лицам за передачу электричества в сеть”.

У Рыжикова трехэтажный дом на 320 кв. м. Установлено 20 пластин. “В Калининграде в среднем от 100 до 110 солнечных дней в году. Это немного. Но достаточно, чтобы солнечные батареи обеспечивали дом большую часть года”, — рассказывает он. Электричеством от солнечных панелей дом обеспечен на 100% все время, кроме четырех месяцев — с ноября по февраль. В это время обеспечение составляет 30–70%. “Дом в среднем потребляет 8–10 кВт⋅ч в день — эта цифра вычислена делением среднего счета за несколько месяцев на 30, — продолжает Сергей Рыжиков. — Зимой расход чуть больше, летом чуть меньше. Дом в целом обустроен на энергосберегающем оборудовании. Основной расход связан с приготовлением еды. Например, духовка, микроволновка, индукционная плита. Иногда используется электрическая сауна. Скоро около дома появится еще электромобиль, который будет потреблять энергию в больших количествах. На ноутбуках в доме работает несколько человек, в моей локальной сети Wi-Fi зарегистрировано 49 устройств умного дома”.

Весь проект обошелся Рыжикову в 10 тыс. евро. “За все время менять пластины или инвертор не требовалось. Единственное, я немного поменял их ориентацию — теперь они находятся на востоке. Раньше они были размещены на юг, юго-восток и восток”, — уточняет он.

С чего начать тем, кто интересуется установкой солнечных панелей в своем доме?

Первое. Какой сейчас тариф на покупку электроэнергии? “Если превышает 5–7 рублей с НДС за 1 кВт⋅ч — то эффект от экономии будет хорошо чувствителен. Если ниже, то экономия будет, но уже не так ощутима (чем выше цена покупки энергии из сети, тем эффективней будет такая установка)”, — уточняют в пресс-службе Минэнерго РФ.

Читайте также:
Твердение бетона в зависимости от температуры

Второе. Есть ли возможность для установки солнечной станции (отдельно стоящее здание со свободной крышей без затенения от других объектов или свободный земельный участок) и какая доступная площадь?

К примеру, для установки частной СЭС для домохозяйства мощностью 5 кВт необходимо около 30 кв. м свободной площади крыши, ориентированной на юг. Установка мощностью 5 кВт выработает в год около 5 тыс. кВт⋅ч в условиях Московской области или около 7 тыс. кВт⋅ч в условиях Краснодарского края. Исходя из этих показателей и своего тарифа можно посчитать ежегодную экономию от установки СЭС.

Как выбрать оборудование?

Обращайте внимание на гарантийные условия (срок службы солнечных станций не менее 25 лет), наличие сервисных центров, наличие онлайн-мониторинга, наличие необходимых потребителю режимов работы.

“Я консультировался с компанией по разработке и внедрению энергосберегающих решений, также сам изучал материалы, обзоры, — рассказывает Сергей Рыжиков. — Что касается пластин: на тот момент лидером рынка была китайская компания Yingli. Также я оценивал польские или немецкие варианты — по факту они использовали тот же самый китайский кремний. Инвертор я тоже выбрал у лидера рынка — немецкой компании SMA. Конечно, за эти годы произошел огромный прогресс. В первую очередь — по ионным аккумуляторам. Сегодня можно выбрать намного более выгодные варианты — я имею в виду пластины в формате черепицы. В те годы они сильно грелись. Но пластина из монокристаллов лучше, если у вас в регионе много пасмурных дней. Анализируйте текущую инсоляцию”.

“Перед покупкой оборудования для солнечной электростанции можно обратиться к специалистам для консультации — местным или федеральным компаниям, предоставляющим услуги по подбору и монтажу”, — советуют в Минэнерго РФ.

Нужны ли какие-то разрешения, чтобы установить солнечные батареи?

Разрешения не требуются.

Но если собственник микрогенерации желает оформить договор с энергосбытовой компанией на продажу излишек, то ему необходимо оформить технические условия в электросетевой компании и заключить договор с энергосбытовой компанией.

Вкратце процедура выглядит так:

  • подача заявки на присоединение в сетевую компанию;
  • установка двустороннего счетчика;
  • заключение договора (соглашения) с энергосбытовой компанией (гарантирующим поставщиком).

Стоимость присоединения такого объекта составит не более 550 рублей. В Минэнерго уточняют, что “на сегодняшний день большой активности в подключении объектов микрогенерации к сети пока не наблюдается”. Судя по отзывам в интернете, процедура еще не прижилась. “Я знаю, что люди сталкиваются или с отказами при попытках подключиться, или с массой нерешенных вопросов. Кажется, что сегодня электросети не предлагают потребителям готового решения”, — говорит Сергей Рыжиков.

Кто должен обслуживать солнечные батареи? Можно ли вызвать мастера из муниципального учреждения?

Нет, сегодня монтаж и обслуживание солнечных электростанций не входит в перечень услуг данных учреждений. Поэтому важно, чтобы срок гарантии был подольше. Впрочем, если электростанция сделана хорошо, проблемы не должны появиться в первые несколько лет. “Батареи нужно протирать примерно раз в год — это не проблема, — говорит Сергей Рыжиков. — Один раз ремонтировал крышу — пришлось их демонтировать и собрать заново”.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Снабжение электричеством частных домов и крупных зданий – уже давно не мечта, а современная реальность. Сегодня владельцам загородных домов доступно питание от автономного источника электричества за счет применения солнечного света. В основе таких систем электроснабжения лежит солнечная батарея, отвечающая за трансформацию энергии.

При покупке солнечных панелей следует учесть, что мощность, производимая ими, напрямую определяет стоимость всей системы. Чем больше ватт производит батарея, тем дороже она обойдется. К примеру, у 100-ваттной цена будет в два раза дешевле, чем у 200-ваттной панели.

Мощность влияет и на габаритные характеристики батарей. Модуль, вырабатывающий 200 Вт энергии, по размерам будет больше, чем 100-ваттная панель. Помимо мощности, размер модулей зависит и от их типа. Выбирая солнечные батареи для дома, обратите внимание, чтобы у энергосистемы было достаточно мощности для снабжения всех используемых электроприборов. Также следует учесть соответствие размеров панелей величине той площадки, на которой они будут установлены.

Что такое солнечные батареи

О существовании солнечных панелей известно многим. Однако не все знают, как устроены эти агрегаты. В действительности их конструкция проста, поскольку включает в себя всего несколько компонентов. В классической солнечной панели, превращающей энергию солнца в электричество, присутствуют такие комплектующие:

  • Сама батарея.
  • Инвертор, обеспечивающий трансформацию постоянного тока в переменный.
  • Аккумуляторный прибор, снабженный аппаратом, контролирующим заряд и разряд.

Батарея, в свою очередь, имеет еще несколько компонентов. Их называют фотоэлектрическими преобразователями либо солнечными элементами. Большинство из них производится из кремния. Данные элементы могут иметь параллельные или последовательные соединения. Это свойство позволяет контролировать и менять важные параметры: напряжение, показатели мощности и силы тока. Параллельный тип соединения – предпочтительнее, поскольку он обеспечивает работу панели даже при поломке одного из элементов, правда, с уменьшенной эффективностью. При последовательном соединении это невозможно.

Для каких целей могут использоваться

Этот альтернативный источник электричества применяется для всего, что нуждается в электротоке. А именно для:

  • Работы искусственного освещения в домах, школах, больницах и других сооружениях.
  • Функционирования бытовых электрических приборов: холодильников, стиральных машин.
  • Снабжения теплом при применении обогревателей невысокой мощности.
  • Освещения садов, парков, улиц и трасс.
  • Снабжения питанием медицинской техники и телекоммуникаций.
  • Питания электричеством газопроводов и нефтепроводов.
  • Подзарядки мобильных устройств и компьютеров с аккумуляторами.
  • Снабжение электропитанием кондиционеров в жаркую погоду.
  • Снабжения электричеством систем водоподготовки и подачи пресной воды.
Читайте также:
Труба теплого пола метров

В западных странах частные потребители уже активно используют солнечные батареи или ветрогенераторы для получения абсолютной независимости от централизованных поставщиков электричества, и уже оценили их окупаемость. Но больше всех солнечную энергию сейчас потребляют коммерческие организации. Широко распространились солнечные модули и в сельскохозяйственных комплексах.

Школа с солнечной батареей

Школа, которая обеспечивается электричеством за счет солнечных батарей к содержанию ↑

Принцип работы

Превращение энергии солнца происходит в фотоэлементах, подключенных последовательным или параллельным путем. В основе фотоэлектрического вещества лежит кремниевый кристалл. Кремний в виде соединений широко распространен на планете. К примеру, кремниевый оксид – песок или глина. Так что кристалл кремния в упрощенном варианте – это песчинка. Технические кристаллы производятся в лабораториях искусственным способом. Сначала они выращиваются в форме кругляка, затем получают из него шестигранник, из которого делают пластины. Каждая пластина имеет толщину 200 микрон, что всего в три раза толще обычного волоска.

На кремниевые пластины с одной стороны наносят бор, а со второй – фосфор. Там, где кремний соприкасается с бором, возникает избыток электронов. На противоположной, где пластина контактирует с фосфором, наблюдается их нехватка. Совмещение этих сторон называется границей p-n.

Когда на фотоэлементы в составе батарей попадает свет солнца, их поверхность атакуют фотоны. Они вытесняют «лишние» электроны на границе с бором, и направляются на противоположную – фосфорную сторону с «пробелами». Так появляется электрический ток, представляющий собой согласованное перемещение электронов. От фотоэлементов отходят металлические тропинки, через них и проводится ток. В этом и заключается суть работы солнечного элемента.

Солнечная батарея схема

Принцип работы солнечной батареи к содержанию ↑

Плюсы и минусы

Бытовое применение солнечной энергии имеет свои плюсы:

  • Экологическая безопасность.
  • Долговечность.
  • Простота установки и эксплуатации панелей.
  • Надежность.
  • Независимость.
  • Низкий уровень шума работы системы.
  • Малый вес.
  • Отсутствие быстро изнашиваемых подвижных элементов.

Но у применения батарей есть и минусы:

  • Высокая стоимость.
  • Работа электростанции сопровождается выделением тепла.
  • Для установки системы необходим большой участок площади.
  • Невысокий коэффициент полезного действия – до 25%.

Эффективность солнечных батарей зимой

Зимой главную роль играет угол наклона панелей, поскольку солнце находится низко над линией горизонта, и это сказывается на их производительности. Зачастую устанавливается оптимальный угол на круглый год.

Эффективность солнечных модулей в зимний сезон снижается от 3 до 8 раз, что зависит от региона. Чем ближе к экватору, тем выше продуктивность электростанции. С увеличением площади батарей повышается количество накапливаемой энергии в них. Если в летнее время для освещения, снабжения питанием компьютера и холодильника понадобится 1 кВт электричества, то есть результат работы четырех 250-ваттных панелей, то зимой для этих же целей потребуется в 2 кВт.

Солнечная батарея зимой

Зимой эффективность солнечной батареи снижается

При использовании солнечных коллекторов, владельцы должны контролировать состояние жидкости, которая проходит по трубкам, чтобы она не превратилась в лед.

Внимание! Проконтролируйте во время установки станции оптимальный угол наклона, с учетом изменений солнца во все времена года. За счет такого решения зимой не понадобится ничего менять для повышения производительности.

Виды батарей

Существует несколько разновидностей панелей, работающих от солнца:

  • Батареи на основе кремния. Они изготавливаются методом выращивания монокристаллов из чистых кремниевых частиц, в процессе которого расплав затвердевает, контактируя с кристаллической затравкой. Кремний, охлаждаясь, застывает в специальной форме диаметром от 12 до 20 сантиметров. Слиток, полученный таким способом, нарезается на пластины толщиной до 300 микрон. Эти элементы показывают высокий КПД – до 19 процентов, что достигается особой ориентацией частиц монокристалла, способствующей увеличению активности электронов. Внутри батареи пластины кремния пронизаны металлическими электродами, по которым движется ток.
  • Тонкопленочные панели. Технологии производства тонкопленочных элементов позволяют получить панели, чья стоимость дешевле, по сравнению с приборами из кремния. Поэтому пленочные модули используются для сборки крупных солнечных электростанций, когда владелец оборудования имеет ограничения, связанные не только с площадью земли, но и с ценой установки. Такие батареи устанавливаются не только на крышу, но и на стены зданий.
  • Панели на основе аморфного кремния – эти модули показывают низкий КПД, не превышающий 8%. Однако они позволяют получать самую доступную по стоимости электроэнергию, по сравнению с другими кремниевыми преобразователями.
  • Панели из теллуида кадмия изготавливаются посредством пленочных методов. Слой полупроводника составляет 2–3 сотни микрон. Производительность кадмиевых батарей составляет 11%. Зато эти модули обеспечивают дом энергией по более низкой цене, в отличие от кремниевых устройств.
  • Панели, созданные из многокомпонентных полупроводников CIGS. Эти элементы состоят из индия, галлия, меди, силена. Данная разновидность батарей также производится пленочным способом, но по сравнению с кадмиевыми панелями, в процессе использования показывает более высокую производительность – КПД достигает 15%.

Расчет количества батарей

Чтобы рассчитать требуемую мощность солнечных панелей, следует узнать, какое количество энергии потребляется в доме или коттедже. К примеру, если потребление электроэнергии составляет 100 кВт в час ежемесячно с напряжением 220 В (нужную цифру покажет электрический счетчик), то необходимо обеспечить выработку солнечными панелями такого же количества энергии.

Дачный комплект батарей способен переработать энергию солнца лишь в течение светового дня. Приближенную к максимальному значению мощность она выдает только в безоблачную погоду, и когда солнечные лучи падают на нее под углом 90 градусов. Если угол увеличивается или уменьшается, показатель рабочей мощности снижается, и чем выше острота угла, тем меньше показатель мощности. В жарких условиях часть отдачи теряется из-за нагрева батарей. В пасмурные дни мощность установки сокращается в 15 раз, даже если на небе есть легкие облака, то мощность все равно упадет в 3 раза. Эти моменты нужно учесть заранее.

Важно! Для расчета рекомендуется брать рабочее время, в течение которого панели работают с наибольшей мощностью. Это 7 часов – с 9 до 16 часов. Летом батареи будут работоспособны с раннего утра до позднего вечера, однако эффективность после рассвета и перед закатом будет невысокая – всего 20% от полуденной мощности. Так что 80% электричества вырабатывается с 9 до 16 часов.

Расчет количества батарей для дачи или дома производится следующим образом:

  • Учитывается, что солнечные модули летом функционируют только 7 часов с высокой мощностью.
  • Рассчитываются затраты электрической энергии в день.
  • Полученная цифра делится на 7. Результат – требуемая мощность электростанции.
  • К этому значению добавляют 40%, с учетом потерь в аккумуляторе и инверторе.
  • Прибавляется еще 20%, если применяется контроллер PWM, а если система работает с МРРТ, то этот пункт не нужен.
Читайте также:
Строительство на склоне и сложном рельефе дешево

С учетом итогового значения мощности для питания дома, рассчитывают и выбирают число батарей.

Много солнечных панелей

При расчете количества солнечных батарей отталкиваются от необходимой энергии к содержанию ↑

Особенности установки

Есть ряд советов для владельцев частных домов, собирающихся использовать солнечные станции:

  • Батареи лучше установить на южной части крыши или фасада либо на участке, который ориентирован на юг.
  • Угол наклона выбирается в соответствии с широтой конкретного региона.
  • Избегайте близости объектов, которые создают тень для солнечных панелей.
  • Поверхность батарей нуждается в регулярной очистке от запыления и грязи.

Самые хорошие станции оснащаются системами отслеживания нахождения солнца. Очевидно, что солнечное излучение играет здесь главную роль, и не каждый регион имеет пригодные для этого условия. Важно учесть инсоляцию – сколько света доходит до земной поверхности на местности, где расположен «солнечный» дом.

Оборудование дома солнечными панелями: сколько нужно, из чего состоит комплект и цена

Что нужно для оборудования дома солнечными панелями

Идея использования солнечной энергии вместо привычных источников электричества становится всё более распространённой и популярной. Причиной для этого стали возможность сэкономить на электроэнергии в будущем и сохранение окружающей среды в её первоначальном виде, а также автономность и общедоступность. Поэтому жители солнечных краёв, которые могут себе позволить установку солнечных панелей, пользуются данной возможностью. А чтобы добиться максимальной эффективности, нужно правильно подобрать оборудование.

Как работают солнечные панели

Для начала стоить понять, как из солнечной энергии получается электрическая. Принцип работы основан на законе фотоэффекта: они улавливают солнечный свет, а кремневый или иной преобразователь испускает электроны, концентрирующиеся в электроэнергию. Сами панели подразделяют на четыре вида:

  • Монокристаллические. Изготовлены из самого чистого кремния, имеют наивысший КПД среди других видов солнечных панелей, а именно 17-18%, оптимальная температура – 5-25 градусов Цельсия.
  • Поликристаллические. Состоят из пластин, полученных в результате охлаждения кремневого расплава. Имеют КПД около 12%, однако стоят дешевле, чем монокристаллические.
  • Плёночные. Из-за своей цены не пользуются популярностью. Изготавливаются на основе теллурида кадмия (их КПД не превышает 10%) или смеси галлия, меди, индия и селена. Их КПД сравним с КПД монокристаллических панелей, однако цена такого удовольствия велика.
  • Амфорные. Такие панели изготавливаются из аморфного кремния. Принцип изготовления схож с плёночными панелями, однако время изготовления сильно снижено из-за отсутствия необходимости в выращивании кристаллов кремния. Существует три поколения таких панелей, и последнее достигает максимального КПД 12%. Использование амфорных панелей под вопросом из-за их цены.

Как работает солнечная панель

Теплица на солнечных батареях

Что нужно кроме солнечных батарей

После более детального рассмотрения солнечных панелей и их работы необходимо понять, как именно оборудовать ими дом и что нужно для функционирования данной системы.

Как и было сказано ранее, производство электроэнергии батареями происходит за счёт преобразования солнечной энергии в электрическую. Но чтобы эту энергию можно было использовать, сеть должна включать контроллер заряда и инвертор. Первый нужен для распределения тока по сети и его направления. Есть два вида контроллеров: ШИМ и МРРТ. Разница в способе зарядки элементов электропитания и величине потерь напряжения. Наиболее технологичными являются блоки МРРТ. Инвертор же преобразует постоянное напряжение в переменный ток для его использования. Кроме того, к сети должны быть подключены аккумуляторы, чтобы снабжать дом энергией в ночное время суток или пасмурные дни.

Комплект солнечной электростанции

Сколько нужно солнечных панелей

Теперь необходимо понять, сколько же панелей нужно для дома. В данном случае всё зависит от площади жилища и целей, ведь с помощью солнечной энергии можно даже обеспечить дом горячей водой, но для этого потребуется гораздо больше энергии и специальное оборудование. Точной формулы для расчёта затрат нет, поэтому рекомендуется поспрашивать на форумах у тех, кто уже перешёл на данный вид электроснабжения. Если же потребитель решает сам посчитать, сколько панелей ему необходимо, есть обязательные пункты, которые стоит учитывать при расчётах:

Как выбрать солнечную батарею для дома — расписываем во всех подробностях

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 488
Источник: https://vremya-stroiki.net/solnechnye-batarei-dlya-doma-kak-vybrat-i-chto-nuzhno-obyazatelno-uchityvat/

Разновидности солнечных батарей. На что обращать внимание, вычисляя рабочие параметры солнечной электростанции – опыт пользователей FORUMHOUSE

Солнечные батареи редко рассматриваются в качестве единственного источника электроэнергии, тем не менее, целесообразность в их установке есть. Так, в безоблачную погоду правильно рассчитанная автономная система сможет обеспечивать электроэнергией подключенные к ней электроприборы практически круглые сутки. Впрочем, грамотно скомплектованные солнечные панели, аккумуляторы и вспомогательные устройства даже в пасмурный зимний день позволят значительно снизить затраты на оплату электроэнергии по счетчику.

Читайте также:
Твердение бетона в зависимости от температуры

Использую солнечные панели из элементов уже 2-й год. Был вынужден, так как в кооперативе, где мой гараж, очень надолго отключили свет. Собрал 2 шт. по 60 Ватт, контроллер купил и инвертер на 1500 Вт. Полная независимость просто окрыляет. И свет есть, и работа ручным инструментом доставляет удовольствие.

Правильная организация автономных систем электроснабжения на основе солнечных батарей – это целая наука, но, опираясь на опыт пользователей нашего портала, мы можем рассмотреть общие принципы их создания.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать солнечную панель, необходимо учесть множество факторов. Для начала следует определиться с типом батареи, а они бывают:

  1. Монокристаллические – наиболее эффективны в регионах, где солнечная активность выше.
  2. Поликристаллические – рекомендуется их использовать там, где активность Солнца не слишком высока.
  3. Гибкие – панель изготавливается их аморфного кремния и предназначается для закрепления на покатых, неровных поверхностях, например, крышах домов. Такой тип исполнения отличный вариант для регионов, где солнечные дни большая редкость. Эта разновидность самая дешевая и ее рекомендуется использовать для дачи.
  4. Солнечная батарея из микроморфного кремния – универсальная разновидность, которая одинаково эффективно работает в пасмурную и ясную погоду, не требовательна к углу наклона. Эта последняя разработка, соответственно и стоимость ее выше, чем предыдущих разновидностей.

Виды панелей

Панель для эффективной работы должна иметь оптимальный угол наклона, чтобы улавливать солнечную энергию. Считается, что оптимальным показателем тут является угол на 15º больше географической широты. Но это рассчитать не каждый может, поэтому выбор оптимального положения осуществляется вручную, путем наблюдения за зарядкой аккумуляторов.

Выбор солнечной батареи по мощности необходимо осуществлять, исходя из потребностей в альтернативном электрическом питании. Условно это понятие можно разделить на 4 режима:

  1. Аварийное электроснабжение – необходимо обсчитывать совокупную мощность приборов, которые нужны, если отключат электроснабжение. Зачастую это 4–5 кВт/ч. Обычно такой режим делается для отопления и резервного освещения.
  2. Базовое электроснабжение – это практически полное замещение электрической энергии солнечной. Тут, чтобы правильно выбрать характеристики, нужно рассчитать суточное потребление. Необходимо учесть также среднемесячные показатели.
  3. Умеренный режим или комфортный. Когда на альтернативный источник электроэнергии садится только часть приборов. Зачастую это телевизор, чайник, вытяжка. Реже СВЧ-печи, электрические панели, духовые шкафы или холодильники.
  4. Режим полной замены электричества. Тут помимо расчетов, главное, подобрать оборудование, которое будет успевать аккумулировать необходимое количеств энергии.

Собственно выбор солнечной батареи сводится к определению необходимой ее площади при определенных потребностях в снабжении электроэнергией. Другими словами – это способность заряжать аккумуляторы. Солнечная батарея, ее мощность напрямую зависит от площади поверхности, например:

  • Батарея размером 290×350×25 обладает мощностью – 20Вт;
  • 475×513×25 – 30Вт;
  • 470×676×25 – 40Вт;
  • 1650×991×35 – 280Вт.

Существует большое количество размеров солнечных батарей, что значительно упрощает их выбор. Это также определяет большое разнообразие устройств по мощности.

На видео ниже предоставлена технология расчета мощности системы. Рекомендуем просмотреть ролик, т.к. он поможет определиться с выбором:

Рассчитываем мощность системы

Внимание! Следует учесть, что выбрать солнечную панель не достаточно, необходимо подобрать соответствующие потребностям энергоснабжения аккумуляторы. Именно они обеспечивают автономность, поэтому заряда их должно хватать на ночь и на время непогоды, когда эффективность панелей сильно снижается. Из нескольких АКБ собираются специальные блоки.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 3319
Источник: https://samelectrik.ru/sovety-po-vyboru-solnechnoj-batarei.html

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 723
Источник: https://vremya-stroiki.net/solnechnye-batarei-dlya-doma-kak-vybrat-i-chto-nuzhno-obyazatelno-uchityvat/

Обзор популярных производителей

В процессе выбора лучше рассматривать проверенных производителей, которые у всех на слуху. Какой фирмы выбрать солнечные батареи:

  • NIBE. Представитель лидеров-производителей отопительного оборудования мирового уровня. Продукция шведской компании экономична, термоэффективна и выполнена с учетом европейских стандартов. Пример выпускаемых товаров – NIBE SOLAR. Это комплект, в который входят сразу все необходимые элементы:
    • солнечные панели NIBE Solar FP215P (2-6 шт.);
    • расширительный бак;
    • насосная станция;
    • блок контроллера.

    Существуют плюсы и минусы использования солнечной энергии в быту. К преимуществам относят возможность обеспечить автономное энергообеспечение и экономить на счетах за электричество. Минусами считают высокую стоимость и зависимость от погоды и времени суток. Будут ли системы достойной заменой централизованному электричеству и какие солнечные батареи самые эффективные, покажет только время.

    Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1753
    Источник: https://altenergiya.ru/sun/kak-vybrat-solnechnuyu-batareyu-dlya-doma.html

    Пленочные батареи

    solnechnie_batarei

    Пленочная батарея выпускается в рулонах, которые можно расстелить на больших площадях.

    В последнее время обретают популярность новые солнечные батареи, в основе которых лежит не твердая подложка из стекла или металла, а полимерная пленка.

    Этот вид батарей обладает такими преимуществами:

    1. Ее можно резать на части.
    2. Подгонять под любой размер и форму.
    3. Ей можно устилать крышу с плавными изгибами.
    4. Она весит гораздо меньше, чем прочие виды солнечных батарей.

    Но есть и недостатки:

    1. Батареи не столь мощные, как кремниевые.
    2. Они больше подвержены воздействиям окружающей среды.
    3. К сожалению, пока непросто найти в продаже подобную продукцию, но ее производство налаживается очень активно, и нет причин сомневаться, что в ближайшем будущем приобрести рулонную батарею сможет каждый желающий.

    Пленочные батареи делятся на:

    • модули, в качестве основы которых используется теллурид кадмия;
    • панели с основой из селенида меди-индия;
    • полимерные пленочные батареи.

    Батареи с теллурида кадмия

    Батареи с основой из теллурида кадмия можно наклеивать не только на крыши домов, но и фургонов, ларьков, и даже на предметы одежды).

    Эти батареи создаются путем нанесения на пленку теплурида кадмия. Вещество наносят тончайшим слоем всего в несколько десятков микрометров. Следующим слоем накладывается сеть проводников, позволяющая снимать с батареи электричество.

    Батарея, созданная таким способом, по мощности не может конкурировать с модулями из кремния. Ее КПД составляет всего 10%. Но она стоит намного меньше, поэтому, несомненно, найдет свою аудиторию потребителей.

    Примите во внимание: не рекомендуется проводить много времени в соседстве с таким материалом, как кадмий. Впрочем, главное правильно его утилизировать после эксплуатации.

    Панели с селенидом меди индия

    Панели с селенидом меди индием в основе в недалеком будущем имеют все шансы стать неизменным элементом практически любого устройства, от мобильного телефона до самолета.

    Технология, по которой создаются эти панели, называется CIGS (аббревиатура обозначает химическое соединение Cu(In,Ga)Se2). Полупроводники в них состоят из таких элементов, как:

    Существуют некоторые технические проблемы, не позволяющие достаточно удешевить производство пленочных модулей этого типа. Но, хотя они и стоят больше, чем батареи с использованием теллурида кадмия, они более эффективны. Их КПД достигает 15%.

    полимерные модули

    Производство полимерных модулей налажено в Дании, вероятно, скоро пленка будет продаваться и в нашей стране.

    Еще одни сравнительно новые пленочные батареи называются «полимерными». Их начала производить компания Mekoprint A/S.

    Активный слой пленки состоит из полимера. Его покрывает слой алюминиевых электродов. Эти слои расположены на органической пленке. Снаружи они покрыты защитным слоем.

    Цена пленочного модуля не высокая, но и эффективность сильно уступает предыдущим вариантам.

    Блок: 4/5 | Кол-во символов: 2813
    Источник: https://teplo.guru/eko/kak-vyibrat-solnechnuyu-batareyu.html

    Итоги обзора

    Солнечные батареи однозначно окупятся за 25 лет своей службы. Это нетрудно проверить, посчитав, сколько вы платите за электроэнергию государству.

    Два основных вида солнечных батарей, дающих наибольший КПД, это поликристаллические и монокристаллические батареи. Из них можно выбирать по таким признакам:

    1. По виду: монокристаллическая батарея меньше поликристалличeской такой же мощности.
    2. По эффективности: в монокристаллах меньше потери энергии и выше КПД.
    3. По цене: монокристалл более дорогостоящий, разница в цене достигает примерно 10%.

    Если приоритетнее низкая стоимость, то для дома можно выбрать аморфные батареи. К тому же, они эффективны в местах, где часто бывает пасмурная погода, потому что работают при рассеянном солнечном свете.

    Еще дешевле стоят пленочные батареи, но они дают меньший КПД и их пока трудно найти в продаже, производство только началось. Их стоит использовать, если важен малый вес конструкции и возможность наклеивать панель на любую поверхность.

    Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1041
    Источник: https://teplo.guru/eko/kak-vyibrat-solnechnuyu-batareyu.html

    Какой комплект солнечных батарей выбрать для дома

    Типичный комплект солнечной электростанции

    Такие системы бывают всего нескольких видов, разобраться в них не сложно. Собирать комплект этого оборудования стоит исходя из ваших задач, давайте рассмотрим несколько вариантов.

    1. Для обеспечения электричеством в дневное время без доступа к внешней сети вам понадобится (это самый дешевый вариант):
    • необходимое по расчетам количество панелей,
    • автономный инвертор.
    1. Если хотите обеспечивать свой дом или дачу круглосуточно, при этом не важно есть ли доступ к сети или его нет, необходим более полный комплект оборудования:
    • солнечные панели,
    • сетевой или многофункциональный инвертор,
    • аккумуляторные батареи,
    • контроллер заряда.
    1. Если же хотите пользоваться энергией солнечных панелей только днем, а в остальное время брать электричество с сети, вам понадобится:
    • необходимое по расчетам количество панелей,
    • сетевой или многофункциональный инвертор.
    1. Для продажи выработанной от солнца электроэнергии, например по зеленому тарифу в Украине, вам понадобится:
    • солнечные панели,
    • сетевой или многофункциональный инвертор,
    • аккумуляторные батареи,
    • контроллер заряда,
    • реверсный счетчик.

    Это основные комплекты солнечных электростанций, которые применяются в частных домовладениях.

    Видео обзор комплектов

    Немного практических расчетов цены системы

    Установка солнечных батарей мощностью до 1 кВт/час = 90 000 руб (без аккумуляторная система, 8 монокристаллов и автономный инвертор). Бытовые нужды, плюс теплые полы.

    Считаем рентабельность. Допустим, месяц расходуем:

    • теоретическая выработка 20 кВт в сутки, 600 кВт в месяц
    • 90 000 : 600 = 150 руб. за 1 кВт
    • Цена 1 кВт обычной электросети = 5.4 руб. за 1 кВт
    • 150 (солн.бат.) : 5,4 (обыч.сеть) = 28

    Таким образом мы вычислили что солнечное электричество в 28 раз дороже обычной сети, цифра пугает, но не все так плохо. Теперь рассчитаем окупаемость:

    Стоимость в год, при расхода 600 кВт = 38000 руб.

    Вложили 90 000 руб, делим на годовой расход, теоретическая окупаемость наступить через 2.3 года. Однако, средне годичный световой день для Московской области составляет 34 %, это значит что наши батареи будут работать только треть времени, соответственно их срок окупаемости увеличится ровно в 3 раза, то есть до 6.9 года.


    Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2216
    Источник: https://vremya-stroiki.net/solnechnye-batarei-dlya-doma-kak-vybrat-i-chto-nuzhno-obyazatelno-uchityvat/

    Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 16123
    Количество использованных доноров: 5
    Информация по каждому донору:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: