Сколько стоит установка солнечных панелей: цена работы, угол наклона, своими руками

Монтаж и установка солнечных батарей на крышу

Строительство собственного дома предполагает не только возведение стен и кровли. Этот процесс состоит из множества различных этапов, причем одним из них является прокладка коммуникаций. И вот здесь владельцев загородной недвижимости очень часто поджидают всевозможные неприятные моменты. Очень часто – это элементарное отсутствие магистральных сетей.

Но даже если вам повезло и в поселке, где располагается ваш дом, они есть, то не всегда работа сетей соответствует требуемому уровню. В таком случае приходится искать альтернативные источники энергии и одним из самых экономичных вариантов может стать установка солнечных батарей, как называют в народе фотоэлектрические преобразователи.

Что же на самом деле представляет оборудование

Первые солнечные панели появились давно, но несмотря на это принцип действия их современных моделей остался прежним. Хотя некоторые конструктивные изменения они все же претерпели. Они коснулись материалов, из которых производятся эти устройства, благодаря чему удалось увеличить КПД батареи.

Смотрим видео, о данном виде оборудования:

Сам же принцип работы, заключающийся в том, что p-n переход преобразует свет в электричество не изменился. Причем чем больше площадь панели, тем больше энергии можно получить. Так основываясь на работе обычного транзистора ученые смогли создать современные фотоэлектрические преобразователи или солнечные панели.

Однако следует учитывать, что выходные параметры устройства зависит от количества света, падающего на пластины.

Конструктивные особенности фотоэлектрического преобразователя

Структура устройства представляет собой p-n переход с парой электродов. При этом их роль выполняют металлические листы.

КПД солнечной батареи на крыше дома находится в зависимости от технологии, выполнения p-n перехода. Наиболее распространенными считаются устройства на основе поликристалла кремния, так как отличаются самой низкой ценой.

Устройство солнечной панели

Кроме них производятся и монокристаллические светопреобразователи, отличающиеся черно-серым цветом. Однако солнечные все типы пластин имеют один недостаток – недостаточную гибкость.

Только батареи на крышу выполненные на основе аморфного кремния, толщина которых не превышает 1 мкм обладают определенной пластичностью, но они имеют один из самых низких КПД.

Но поскольку солнечные пластины способны вырабатывать электрический ток только днем, то отдельно они практически не применяются. Их используют только как системы, работающие на солнечных панелях на крыше. В их состав кроме пластин входит аккумулятор, который накапливает энергию днем и отдает заряд ночью.

Система электроснабжения с солнечными панелими

Чтобы получить необходимую мощность из солнечных батарей собирают панели. В них используется несколько таких элементов, соединенных последовательно или параллельно.

Для подачи энергии в сеть в комплексе с солнечными батареями используют:

Инвертор;
Аккумулятор.

Установка солнечной панели на крыше

Решив воспользоваться альтернативным источником энергии нужно взвесить все за и против выбранного варианта. Если предполагается использовать солнечные батареи, то нужно учесть, что их монтаж обойдется в приличную сумму. И если в среднем 1 кВт энергии стоит 3 доллара, то с учетом затрат на монтаж он может достигнуть 5 долларов.

Смотрим видео, проверяем панель перед монтажом:

Однако можно легко избежать столь больших затрат, если выполнить установку самостоятельно. Для этого необходимы хотя бы минимальные знания в этом вопросе. Чтобы установка солнечной батареи была выполнена по всем правилам стоит последовать советам профессионалов. А они рекомендуют:

Размещать солнечные панели с южной стороны крыши, вдали от высоких деревьев и зданий;
Угол наклона элементов должен соответствовать значению широты, но лучше выполнять крепление таким образом, чтобы в течение года положение батареи можно было изменять;
Чтобы защитить систему от снежных заносов стоит устанавливать ее вертикально;
Крепления выбирают таким образом, чтобы они выдерживали сильный ветер.

Этапы установки оборудования

Схема монтажа панелей на крыше

К выполнению монтажных работ можно приступать сразу после приобретения комплекта, так как все необходимое для этого поставляется вместе с панелями.

Обычно в комплектацию включены:

Крюки;
Крепления;
Профили из алюминия.

Сам процесс установки солнечных панелей заключается в следующем. На поверхности крыши при помощи крюков крепятся панели.

Специалисты рекомендуют, если установка солнечных батарей предполагается на плоскую крышу, то между ней и панелью должен оставаться небольшой зазор. Это необходимо для того, чтобы избежать потери производительности системы из-за нагрева фотоэлементов.

Монтаж солнечных батарей выполняется следующим образом. Вначале собирают каркас, используя для этого болты диаметром 6 и 8 мм. Затем он фиксируется при помощи металлических угольников, придающих конструкции прочность и нужный угол наклона.

Смотрим видео, этапы монтажа:

Панель подвешивается к крыше посредством специальных шпилек. Но чтобы она не лопнула необходимо в процессе выполнения монтажа солнечных батарей следить за поверхностью каркаса. В ней не должно быть перекосов.

Заключение

В монтаже нет особых сложностей, и они могут быть установлены самостоятельно. Однако, прежде чем приступать к этому, нужно учесть определенные правила и особенности самого процесса. А кроме этого стоит учитывать, что такие системы не являются идеальными и имеют свои недостатки. Причем это не только значительная стоимость, но и недостаточная эффективность работы в холодное время года.

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме — сколько стоит монтаж?

солнечные панели, фото

Эффективность работы солнечных батарей зависит от нескольких факторов, основным из которых является расположение панелей относительно солнца. В идеале лучи должны падать на поверхность перпендикулярно, это обеспечит максимальную производительность фотоэлектрических компонентов. Установка солнечных панелей должна соответствовать следующим требованиям:

выбирают участок с наибольшей освещенностью
поблизости не должны находиться высокие здания, деревья или холмы, создающие тень

Требования простые и понятные, однако, на практике добиться такого положения бывает затруднительно. Основной причиной возникающих сложностей является перемещение солнца по небосклону, изменяющееся положение источника относительно плоскости солнечных батарей. В крупных гелиосистемах используют трекинг-установки, автоматически изменяющие положение солнечных батарей в течение суток, а также учитывают сезонные изменения. Обычному домовладельцу приобрести такой комплекс сложно, и установить его негде. Поэтому выбирают некое среднее положение.

Для выбора оптимального расположения панелей руководствуются значениями угла наклона и азимута. Положение солнца над горизонтом зависит от географической широты региона. Кроме того, оно изменяется в течение года. Обеспечить правильный азимут проще — панели ориентируют точно на юг, что обеспечивает среднее значение угла наклона солнца к плоскости в течение светового дня.

Еще одним препятствием для оптимальной установки является конфигурация участка и его географическое расположение. Иногда места для монтажа солнечных батарей вовсе не имеется. Все эти соображения сделали наиболее удобным выбором места размещения панелей на скатах крыши.

Этот вариант имеет массу преимуществ:

открытость для солнечных лучей
невозможность повреждения панелей вандалами
отсутствие препятствий для получения энергии

Однако, имеются и недостатки:

расположение скатов крыши редко соответствует оптимальному направлению для панелей
очистка снега или пыли представляет сложную и опасную процедуру
сильный порыв ветра способен сорвать батареи с креплений

Недостатки существенные, но отсутствие альтернативных вариантов вынуждает мириться с ними. Однако, монтаж солнечных батарей на крыше — не единственный вариант. Иногда местом установки выбирают стену дома, обращенную на юг. Это удобно в регионах с большим количеством снега в зимний период, так как частая уборка требует времени и усилий. Вертикальное расположение панелей препятствует образованию сугробов на поверхности солнечных батарей. Кроме того, очистка панелей от пыли производится с земли, что безопасно и удобно для владельца.

Если ни один из этих способов по каким-либо причинам не подходит, остается использовать специальные опорные конструкции — фермы. Они представляют собой сооружение из металлических труб, прочно закрепленное на земной поверхности и поддерживающее профили для монтажа панелей. Этот вариант позволяет точнее ориентировать солнечные батареи на солнце, но требует места и обслуживания.

Способы установки

Установка солнечных батарей на крыше в частных домах производится двумя способами:

заключается договор со специализированной организаций
производится установка солнечных батарей своими руками

Монтажные компании

Первый вариант позволяет получить профессиональный и качественный монтаж, но требует немалых расходов и затрат времени, так как во время выполнения работ придется находиться дома. Необходимо учитывать, что установка солнечных батарей на крыше в частных домах, цена которой зависит от степени сложности и прочих факторов, может составить весьма значительную сумму.

Этот способ подойдет только для людей, не имеющих никакого представления о монтажных работах, или не имеющих возможности их выполнить. В любом случае, необходимо заранее выяснить, сколько стоит установить солнечные батареи в частном доме, какие фирмы этим занимаются, почитать отзывы. Это позволит избежать неприятных последствий.

Своими руками

Если выбран вариант самостоятельно установить солнечные батареи для дома, цена комплекта существенно уменьшится. Однако, потребуется время, определенные усилия и инструменты. Порядок монтажных работ всегда подробно излагается в инструкции к комплекту, перед тем, как установить солнечные батареи для дома, необходимо внимательно изучить ее и в точности следовать указаниям. Необходимо учесть толщину снежного покрова в зимнее время, выяснить частоту сильных ветров и их преобладающее направление, обеспечить отвод дождевой воды. Все эти вопросы оказывают значительное влияние на работоспособность и сохранность панелей, поэтому пренебрегать ими нельзя.

Этапы монтажа

Рассмотрим, как монтируются солнечные батареи, как установить в частном доме весь комплект оборудования. В первую очередь необходимо изучить инструкцию, которая прилагается к солнечным батареям. Независимо от типа опорной конструкции или места установки, для каждого типа панелей имеются собственные требования и нюансы. Их необходимо выяснить и учесть при монтаже.

Например, необходимо использовать только штатные крепежные отверстия. Самостоятельно сверлить панели нельзя — это автоматически отменит гарантийный договор.

Кронштейны

Перед началом работ необходимо приобрести комплект поддерживающих профилей, на которые производится установка солнечных батарей, цена которых зависит от конструкции и размера. Существуют обычные кронштейны, обеспечивающие вентиляционный зазор между панелями и поверхностью кровли. Есть более дорогие конструкции с регулируемым углом наклона.

Эти профили позволяют получить максимум эффекта от использования солнечных батарей, но создают увеличенную ветровую нагрузку на кровлю и стропильную систему. Необходимо приобретать профили, соответствующие особенностям основного кровельного полотна. Монтажные кронштейны в комплект поставки профилей не входят, их надо приобрести отдельно.

Опорная конструкция

Монтаж опорной конструкции выполняют на освещенной стороне крыши. Размеры и соотношения указаны в инструкции, для большей уверенности можно самостоятельно измерить расстояния между крепежными отверстиями панелей. Если используются прижимные фиксаторы, надо обеспечить правильное расстояние по периметру профилей. Необходимо обеспечить такое расстояние между панелями, чтобы было удобно очищать, обслуживать и менять их по мере необходимости.

Кроме того, батареи не должны затенять друг друга при изменении положения относительно солнца.

Направление

После монтажа профилей приступают к установке панелей. Рекомендуется начинать работы с верхнего ряда и постепенно спускаться вниз (если количество солнечных батарей того требует). Принципиальной сложности этот процесс не составляет, но работы на высоте сами по себе требуют аккуратности и осторожности.

После того, как установка солнечных батарей на крыше, цена которой может быть значительно снижена, если все сделать самостоятельно, завершена, приступают к размещению аппаратуры и соединению ее с панелями. Специальный кабель заводят с крыши в специально отведенное помещение, где находятся устройства хранения и переработки электроэнергии.

Схема подключения

Подключать потребители напрямую к солнечным модулям нельзя. Они выдают постоянный ток, параметры которого не соответствуют стандартам. Поэтому в дополнение к панелям используется целый комплекс оборудования.

Соединение солнечных панелей производится по трем схемам:

последовательно
параллельно
комбинированная схема

Обилие вариантов нужно для того, чтобы можно было подобрать мощность модулей под параметры приборов потребления. Соединенные одним из способов панели присоединяются к контроллеру заряда. Это устройство, обеспечивающее своевременный заряд АКБ и предотвращающее нарушения рабочего режима. К нему могут подключаться приборы, работающие от постоянного тока.

Контроллер присоединяется к блоку аккумуляторов, накапливающих заряд и отдающих его по необходимости. Аккумуляторы (АКБ) подключены к инвертору. Это прибор, выполняющий преобразование постоянного тока аккумуляторов в стандартное переменное напряжение для бытовой техники.

Где поставить инвертор?

Инвертор и прочие приборы, входящие в состав комплекса солнечных батарей, необходимо установить в отдельном или общем помещении со свободным доступом.

Для аккумуляторов необходимо изготовить специальный стеллаж или подставку, чтобы было удобно производить обслуживание. Возможность отвести отдельное помещение есть не всегда, но в любом случае следует создать максимально удобные условия для размещения аппаратуры. Если в доме есть дети, желательно оградить помещение, а в идеале — сделать запирающуюся дверь.

Средние цены на установку

Многих потенциальных пользователей интересует, сколько стоит установка солнечных батарей. Это далеко не праздный вопрос, так как самостоятельный монтаж доступен не всем. Необходимо иметь навыки, знать особенности размещения и крепления модулей на крыше, уметь подключить и настроить комплекс. Работы сложные, требующие опыта и понимания смысла всех операций.

Любая установка солнечных батарей на крыше дома, цена которой зависит от количества модулей и состава системы в целом, должна выполняться подготовленными людьми, имеющими соответствующий допуск и квалификацию. Неграмотный монтаж и подключение комплекта могут стать причиной выхода из строя бытовой техники и освещения, вызвать пожар или иные нежелательные последствия.

Обычно расценки начинаются от 5000 рублей за монтаж и подключение одного модуля.

Однако, перед покупкой солнечных батарей следует получить максимально подробную информацию о профильных фирмах и их расценках. Это позволит заключить договор с наиболее грамотными и ответственными людьми и получить наиболее качественный монтаж комплекса.

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

Чтобы бесплатно получать электричество от солнечной энергии в собственном доме, многие всё чаще стали использовать солнечные батареи. Чаще всего они размещаются на крыше. Далее проведём полный расчёт цены оборудования и примеры монтажа с пошаговыми фото.

Чтобы определить приблизительное количество солнечных модулей, предположим, что живет в доме семья из четырех человек. Она потребляет около 3000 кВт электроэнергии в год (это подтверждается средними данными). Исходя из этого, выбирается фотобатарея на 5 кВт.

Требуемое количество ячеек фотоэлементов

В односемейных домах наиболее часто используются поликристаллические панели мощностью 240-260 Вт (они характеризуются относительно высокой эффективностью на уровне 18%, а их цена не является высокой). Если вы выберете 250 Вт модули, понадобятся 20 солнечных панелей, которые занимают около 35 м2 площади крыши.

Внимание! Панели крыши должны располагаться так, чтобы они не затенялись дымоходом, высоким деревом, электровышкой или соседним зданием. Это может привести к перегреву и повреждению модуля.

Поэтому производители оборудуют свои панели шунтирующими диодами (от одного до четырех). При затенении одного ряда ячеек диод начинает работать, затем ток течет с помощью байпаса (англ. bypass — обход — резервный путь, запасной маршрут для обеспечения непрерывного функционирования системы).

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

Ценовые затраты на фотогальванические панели

Цены на материалы являются примерными, потому что на стоимость панелей, инвертора или конструкции крепления в значительной степени влияет тип выбранных устройств, марка и производитель. Поскольку большинство устройств ввозятся из-за рубежа, текущий курс доллара также важен.

Пример списка материалов для фотоэлектрической установки на 5 кВт:

Фотоэлементная система, состоящая из 20-ти 250 Вт модулей – 200000 рублей;
Крепление из алюминиевых профилей на наклонной крыше, покрытой плиткой – 50000 рублей;
Инвертор, который позволяет управлять установкой – 50000 рублей;
Разъемы и предохранители – 10000 рублей.
Установка солнечных батарей занимает до 5 дней, за которые мы будем платить мастерам 100000 рублей;

Внимание! В этой спецификации не включена стоимость аккумуляторных батарей, поскольку в солнечной электростанции они являются дополнительным вариантом. Независимая установка для дома, из-за необходимости хранить электроэнергию, другого типа инвертора и несколько большего количества панелей, будет дороже на 40%.

Осенью и зимой, в пасмурные дни эффективность фотогальванической установки снижается примерно на 50%.

Сколько сэкономим на фотоэлектрической батарее

Учитывая значительные инвестиции в фотоэлектрическую установку, нас интересует насколько выиграем в цене от её внедрения. Предполагая, что 5-киловаттная мини-электростанция будет установлена в доме, расположенном в средней полосе России и будет генерировать 4500 кВт/ч электроэнергии в год. Это соответствует среднему спросу на электричество для семьи из четырех человек.

Поэтому, если мы платим 6 руб. за кВт/ч, то сэкономим около 20000 руб. Это дает возмещение расходов примерно через 12 лет.

Этот расчет применяется к текущим ценам (на начало 2019 года) и действующим правилам. Трудно предвидеть как всё изменится в ближайшем и отдаленном будущем.

Схема сборки подключения системы

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

Установка солнечных батарей на крыше

Фотоэлектрические панели на наклонной крыше укладываются на алюминиевые профили. Они прикреплены к конструкции крыши в зависимости от типа покрытия с соответствующими крепежными элементами. Далее покажем установку солнечных панелей на крыше, покрытой керамической плиткой. Этот тип материала является одним из наиболее часто выбранных инвесторами.

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

В дополнение к солнечным элементам и конструкции профиля другие компоненты солнечной установки находятся дома. Наиболее важным из них является инвертор и блок защиты.

Где ставить инвертор (преобразователь)

Хотя место сборки этого устройства не является критичным, рекомендуется поместить его как можно ближе к панелям (то есть на чердаке), что значительно уменьшит потерю тока во время его передачи. Инвертор обычно оснащен дисплеем, на котором можно считывать все параметры рабочей установки. Все чаще производители обеспечивают беспроводное подключение к Интернету, поэтому скорее всего будет возможность контролировать работу системы с помощью компьютера.

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

Выбор подходящей модели инвертора зависит от типа солнечных панелей и проводки, установленной в доме, – одни устройства используются в однофазных сетях, другие – в трехфазных.

Предохранители и разъемы

Предохранитель расположен в главном распределительном щите, то есть на электрической панели. Он защищает инвертор от повреждений.

Установка солнечных батарей на крыше в частном доме

Кроме того, в системе есть разъединитель, который предназначен для отключения домашней установки от внешней электросети, например когда он поврежден или выполняются некие работы по техническому обслуживанию.

Внимание! Установка с солнечными батареями должна быть подключена к сети уполномоченным на это действие электриком. Нельзя самовольно встраивать в электросеть такие приборы – могут быть штрафы, так что обязательно пригласите местного электрика.

Практическое руководство по монтажу солнечных панелей на крыше дома своими руками

В последние годы альтернативные источники энергии приобретают всё больше союзников из числа рядовых граждан. Особенной популярностью пользуются солнечные панели (батареи). Этой технологии уже несколько десятков лет — они использовались в космонавтике ещё с 60-х годов, а в домах Америки в качестве альтернативного источника отопления.
В данной статье мы рассмотрим монтаж солнечных панелей на поверхность крыши , последовательность и способ монтажа поэтапно.

Каждый дом уникален, он расположен в определённой местности и это следует учесть при монтаже солнечных панелей. Например, при тёмном цвете кровли дома необходимо использовать светлое покрытие. Хорошим вариантом станет гидробарьер светлого цвета, так как он защитит крышу от попадания влаги и не даст перегреться фотоэлементу. Угол установки панелей должен быть 30 градусов.

Прежде всего, на крыше следует сделать разметку для опорных стоек. Стоит обратить внимание на то, что стойки необходимо расположить параллельно друг другу на расстоянии 100-120 сантиметров. Кронштейны крепятся к поверхности крыши Анкер-клином (иначе – дюбель) 6х65.

Монтаж данного элемента довольно прост: для начала следует просверлить отверстие, затем в него необходимо поместить смазку (солидол или подобные составы), поставить анкер и вбить. Такой способ фиксирует надлежащим образом, ведь анкер используется также для монтажа рам, реек, металлических профилей к бетону, камню и кирпичу, а значит данную нагрузку выдержит без проблем. Непосредственно анкер следует закрепить на опорных рейках крыши, на которых была прежде смонтирована метало-черепица. В случае, когда крыша выполнена из бетона, монтаж значительно упрощается – достаточно лишь установить анкера на расстоянии метра друг от друга. Можно использовать дюбель 8х65.

Возможно использование рубероида на основе стекловолокна, который обладает следующими качествами:

возможность применения на крышах разных форм и с различным углом.

Важно помнить одно важное правило: работы по монтажу выполняются в теплую и сухую погоду.

Помимо этого, следует обратить внимание на то, что поверхность должна быть подготовлена. Для начала ее следует тщательно очистить от мусора. Кровля должна быть ровной и предварительно обезжиренной (можно применить с этой целью Уайт Спирит, к примеру). Прежде чем начать монтаж необходимо прогрунтовать всю площадь.

Далее на кронштейн нужно положить нагретый рубероид, таким образом, чтоб он выступал за края детали не менее чем на 5 сантиметров. Дать ему немного остыть и только после этого можно продолжить работы.

На кронштейн крепиться рейка. Лучше использовать цинковый профиль горячего цинкования с толщиной покрытия 70-150 мкм. Такой подход предупреждает появление коррозии и гарантирует срок службы порядка 25 лет. Во избежание коррозии крепежи лучше выбрать алюминиевые.

После монтажа основной конструкции можно переходить к монтажу кабельной части солнечных панелей.

Кабель постоянного тока следует уложить под металлоконструкцию. Кабели служат соединением всех солнечных панелей с последующим выходом на коммутатор и инвертору. Провода крепим к тыльной стороне профиля пластиковыми хомутами для простоты монтажа и избегания воздействия внешней среды.

Сама солнечная панель крепиться на оцинкованный профиль типа ‘’ЛС-ПРОФИ’’, который стойко переносит капризы внешней среды и не поддаётся коррозии, что чрезвычайно важно для данного процесса.

Профиль крепиться кронштейном, причем одной стороной к рейке, а другой – к кровле. Всё соединения нужно монтировать оцинкованными болтами (М8 или подобные), используя дрель или перфоратор.

Следует заметить, что при соединении не стоит спешить. Крепить профили между собой необходимо гайкой и болтом М8, создавая при этом прочное и надёжное соединение.

Далее используются прижимы для удержания самой панели. Прижим монтируется на профиль кровельными саморезами RAL8017 4,8Х35 – именно они дают гарантию надежного соединения при простом монтаже. Монтировать нужно на два самореза, находящихся на расстоянии 20 мм друг от друга.

Согласно данному проекту, кабеля постоянного тока выходят к трансформаторной подстанции. Монтаж трансформаторной подстанции проводится следующим образом: подстанция крепится к стене дома дюбелем не менее 100 мм и диаметром не менее 10 мм для надежного сцепления. Для этой цели понадобится перфоратор с мощностью не менее 1200 Вт. Для подключения к общей энергосети используется электрокабель на 10 кВт, который сразу подводится к городской линии электропередач.

Монтаж солнечных панелей по вышеописанному методу проводится по алгоритму, который дает возможность свести к минимуму затраченное время, деньги и энергические потери в будущем.

Подробный, но более краткий алгоритм монтажа солнечной панели:

1) в боковой паз профиля устанавливаются кронштейны для монтажа к кровле;

2) выбирается место и монтируется кронштейн к крыше (при этом выдерживается расстояние не более 1,5м в центре два по краям);

3) проводится регулировка профиля, так как при неправильной регулировке будет появляться механическое давление, что приведёт к выходу из строя батарей. В идеале должна быть выдержана одна плоскость.

4) монтируется прижим (один двухсторонний прижим по центру и два концевых прижима с обоих боков);

5) далее ставятся панели и фиксируются прижимами.

Следует заметить, что за солнечными панелями будущее нашей планеты. Большое дело продвижения нашей страны по пути энергонезависимости начинается с каждого из нас. Установка солнечных панелей экономит средства и уберегает окружающую нас среду.

Установка солнечных панелей на крышу частного дома

Установка солнечных панелей на крышу

Использование альтернативных источников для выработки электричества – одно из наиболее перспективных направлений в развитии энергетики. Если раньше стоимость солнечных батарей существенно ограничивала возможности для их установки, то сегодня элементы стали более доступны. Именно поэтому сейчас установка солнечных батарей на крыше становится всё более популярным и экономически оправданным решением.

Варианты крепления солнечных батарей на крыше

В большинстве случаев монтаж панелей выполняется на крыше частного дома. Ключевым параметром при выборе способа крепления становится конструкция кровли. При этом важно учитывать её способность выдерживать суммарные нагрузки.

Крыши со скатами.
- Если угол наклона не превышает 30⁰, можно монтировать батареи без использования кронштейнов.
- При скате до 40⁰ обязательно использование специальных несущих конструкций.
- Плоские крыши. Рекомендуется использование металлического каркаса (панели при этом располагаются под углом).
В любом случае крепления должны быть неподвижными и достаточно надёжными, чтобы они выдерживали ветровые нагрузки, воздействие погодных факторов (высокой влажности, экстремальных температур).

Основные этапы установки

Весь процесс состоит из 2-х этапов:
1. Изготовление и крепление каркаса на крышу.
2. Установка панелей на каркас.
Монтаж профильного каркаса

Установка солнечных батарей на крыше начинается со сборки каркаса или рамы из металлического профиля.

Все необходимые отверстия в профилях просверливаются заранее, чтобы упростить сборочные работы на высоте.

Рекомендуемый размер профиля под стандартные панели — 25×25 мм. Болты для соединения элементов конструкции 6-8 мм.

Зафиксировать направляющие на кровле можно с помощью металлических уголков 50×50 мм или шпилек диаметром 12 мм. В любом случае между крышей и панелями должен быть зазор 50-100 мм, чтобы снизить вероятность перегрева элементов.

Итоговая конструкция зависит от необходимого угла уклона.

Важно учитывать!

Недопустимы перекосы конструкции. В этом случае возникает поверхностное напряжение, из-за которого на фотоэлементах со временем появляются микротрещины.

Крепление панелей

На готовый каркас болтами 6-8 мм устанавливаются солнечные панели.

Позаботитесь о предварительном выводе и надёжной изоляции проводов от батарей.

Убедитесь, что итоговая конструкция устойчива и не издаёт скрипов при воздействии ветра.

Что важно учитывать при монтаже солнечных панелей

Грамотная установка солнечных панелей на крыше – обязательное условие для их эффективной работы. Только в этом случае можно гарантировать корректную работу, а также соответствие параметров генерируемой электроэнергии заявленным производителем параметрам. В частности на производительность батарей влияют расположение элементов: они должны быть направлены строго в южном направлении (предельно допустимое отклонение составляет 20⁰).

Установка солнечных панелей на крыше дома (часть 1)

Есть разные типы панелей (моно, поли, тонкая пленка) и производители пытаются дифференцировать свою продукцию рекламой новых технологий. Однако, с точки зрения потребителя, это все не очень важно. Основной параметр на который стоит обращать внимание это номинальная мощность при стандартных условиях и площадь панели. Ну и ее стоимость. Ну и внешний вид – черные без полосок сейчас в моде. Исходя из номинальной мощности, доступной вам площади, и стоимости, вы можете расчитать сколько будет стоит киловат электричества. У каждой панели есть техническое описание (data sheet) которое дает технические характеристики панели.

Solaria
Panasonic

1.1 Номинальная мощность. Эта цифра важна для сравнения разных панелей, но не стоит заблуждаться что панели будут производить эту мощность. Эта цифра показывают сколько они выдают в стандартных лабораторных условиях, при определенной температуре (там ссылка на Standard Test Condition). Все панели тестируются в этих условиях, и исходя из этого показателя можно их сравнивать. Но в реальных условиях, выдаваемая мощность будет отличаться.

1.2 Температурные коэффициенты важны если вы живете в жарком климате. Чем ниже этот показатель, тем лучше. Этот показатель показывает на сколько падает мощность при повышении температуры.

1.3. Эффективность модуля – соотношении номинальной мощности и площади. Этот показатель важен если нужно максимизировать производство энергии с ограниченной площади.

1.4. Количество диодов. У дешевых панелей будет один, чем больше диодов тем лучше. Диоды уменьшают потери от тени и грязи. Панели состоят из отдельных ячеек, и в самых простых панелях все 60 ячеек соединены последовательно. Если одна ячейка не работает, или на нее попала тень, то вся панель будет выдавать пониженную мощность. Диоды позволяют разделить панель на несколько парралельных частей, и каждая часть работает незаависимо от других.

1.5. Размеры панели нужны для оценки того, сколько вы можете поставить на вашу крышу.

1.6. Некоторые производители дают гарантию что деградация не превысит определенный порог.

На самом деле, для большинства людей, все эти параметры не слишком важны. Самым оптимальным вариантом будет панель которая самая дешевая за номинальный ватт. Исключения могут быть там где ограниченная площадь и обязательно нужно достичь определенных показателей. Если есть ограничения по пространству, то может стоит выбрать панель с большей эффективностью. Если ограничений нет, то как правило самая дешевая подойдет

Я для себя выбрал:

14 штук Solaria PowerXT-355R-AC (355Вт), которые поставляются в комплекте с микроинвертерами, и стоят на сегодня в рознице около $529 за панель.

24 штуки Mission Solar MSE305SQ8T (305Вт), которые сегодня стоят около $209 за панель (к каждой панеле нужен микроинвертер, Enphase IQ7, который сегодня стоит $117). У инвертера эффективность 97% и гарантия 25 лет.

Почему две разные? Solaria более дорогая, но у нее выше эффективность (19.6% против 18.35% у Mission Solar). У меня на юг смотрит небольшая часть крыши с ограниченным пространством, и туда я ставлю более эффективные панели. Остальные панели идут на северную часть крыши. Хотя север это плохо, но у меня пологая крыша и вроде должны нормально работать с небольшими потерями по сравнению с югом (менее 20% по расчетам, посмотрим как выйдет на самом деле). У Solaria гарантия немного лучше – 25 лет гарантия что модуль будет работать, и деградация не превысит 14% за 25 лет. У Mission Solar гарантия 12 лет, и гарантия от деградации 20% за 25 лет.

2. Выбор архитектуры системы.

Есть три разных архитектуры – grid-tied (подключенный к сети), off-grid (без сетевого подключения), grid tied with backup (подключенный, с возможностью автономной работы).

2.1 Подключенный к сети (grid-tied) это самый распространенный (в США) и самый дешевый вариант. У него есть преимущества – простота подключения, отсутствие каких-либо ограничений для пользователя. Излишки энергии сбрасываются в сеть, недостаток энергии получают из сети. Недостаток – при отключении сети, инвертор отключается и солнечные панели не будут работать. Также, в некоторых местах (в России например) нет законодательной базы для подключения инвертора к сети, и легально это сделать нельзя.

2.2 Без подключения к сети (off-grid). Тут возникают многочисленные технические проблемы, решение которые требует либо принести в жертву комфорт потребителя, либо финансовых жертв. Во-первых, максимальная мощность будет ограничена мощностью инвертора (7 кВт например). Во-вторых, так как солнце светит не всегда, то надо иметь батарею, или резервный генератор. В-третьих, возникает проблема балансировки – потребляемая мощность должна всегда совпадать с поставляемой мощностью, иначе напряжение будет скакать. Если энергии от панелей больше чем потребление (и батареи заряжены), то эта энергия будет пропадать впустую. Устройства вроде Tesla Powerwall решают эти проблемы, но они пока еще довольно дорогие. Традиционные свинцовые батареи тоже можно использовать, но они занимают много места, и их срок службы не очень продолжителен. В итоге, off-grid сейчас самый дорогой, и требует значительных затрат и неудобств. Этот вариант подходит тем у кого нет возможности подключения к сети.

3.3 Последний вариант это подключение к сети, но при отключении сети можно продолжать использовать солнечные панели (как правило с ограничениями по мощности). Для этого нужен инвертор который поддерживает такой режим работы. Как правило нужна батарея (меньшей емкости чем для off-grid), хотя есть некоторые инверторы которые способны выдавать ограниченную мощность днем без батареи (пока солнце светит). Также, нужно физически разделить мощности на то что важно при отключении сети, и то без чего можно прожить (насос для полива газона например, или сушилка белья). Ну и нужна система для переключения между этими состояниями, и для балансировки мощности. В настоящее время много компаний работают над продвижением решений таких систем и пытаются решить эти проблемы. Будущее вероятно за ними.

Я выбрал этот третий вариант и заказал себе пару Tesla Powerwall за $5900 каждая, но уже полтора года жду в очереди на них. Если не дождусь, то компания Enphase обещает скоро выпустить IQ8 инвертор который сможет работать автономно без сети и без батареи.

4. Выбор типа инверетера

Небольшое лирическое отступление об особенности подключения солнечных панелей. Солнечные панели являются плоскими светочувствительными диодами. У солнечных панелей есть так называемая IV Curve (кривая тока и напряжения) которая определяет максимальную возможную мощность.Эта мощность зависит от нагрузки, при каждом уровне освещения есть нагрузка которая дает максимальную мощность (Maximum Power Point). У всех нормальных инверторов есть встроенный Maximum Power Point Tracker (MPPT) который определяет эту самую оптимальную нагрузку и снимает с солнечной панели максимальную возможную мощность.

Солнечные панели можно подключить параллельно, но при паралельном подключении складывается ток, и высокий ток потребует очень много очень толстых проводов. Поэтому их обычно подключаят последовательно, что позволят повысить напряжение а ток остается низким. Проблема в том что при последовательном подключении, затемнение одной панели приводит к падению мощности всей цепочки. Также, все панели немного разные (одни чуть мощнее, другие чуть менее мощные). При последовательном подключении все панели будут работать с мощностью наименее мощной панели.

Отсуда вытекают три разновидности инвертеров для солнечных панелей которые мы дальше будет рассматривать:

Один инвертер, к нему подключены все панели. У дешевых есть вход для одной цепочки, у более дорогих входы для нескольких цепочек и отдельный MPPT для каждой цепочки. Таким образом, затемнение панели в одной цепочке не влияет на другие цепочки. Преимущество центрального инвертера- относительная дешевизна. Недостатки: затемнение одной панели влияет на всю цепочку. Невозможно получить информацию о работе индивидуальных солнечных панелей. Ну и выход из строя центрального инвертера выводит всю систему из строя.

Центральные инвертеры применяют там где небольшие по размерам панели, у всех одинаковая ориентация, и вероятность затемнения низкая.

Центральный инвертер, но к каждой панели прикреплен power optimizer (преобразователь прямого тока). MPPT осуществляется для каждой солнечной панели по отдельности. Преимущество: относительная дешевизна, доступна информация по каждой панели, затемнение одной панели не влияет на остальные. Недостатки: дороже чем просто центральный инвертер. Выход из строя центрального инвертера делает всю систему уязвимой. Есть ограничения по количеству панелей на каждой цепочке (минимум и максимум). Два преобразования (прямой/прямой, прямой/переменный) немного снижают эффективность.

Этот вариант самый распространненный в США сегодня.

Другой вариант это микро-инвертеры на каждую солнечную панель. Это самый оптимальный вариант с точки зрения максимизации энергии. Однако, пока более дорогой. Преимущество: максимизация электричества, выход из строя одной панели/инвертера никак не влияет на остальные, возможность получать информацию по каждой панели отдельно, упрощают установку и подключение. Недостатки: цена, если вам нужен прямой ток, то тут его не будет, будет только переменный.

Я себе выбрал этот вариант. Цена в последнее время снизилась, и Enphase IQ7 продаются в розницу за $110 долларов. Это делает их более привлекательными, особенно в сочетании с экономией на установке. Этот сегмент сейчас растет.

Каждый микро-инвертер, размером с небольшую книгу, подключен к одной солнечной панели (иногда к двум). Микро-инвертер выдяет переменное напряжение 240 вольт, с током до 1 ампер.

Микро-инвертеры подключают последовательно в цепочку, размер которой зависит от максимального тока допустимого толщиной провода. В моем случает это 16 ампер, и максимальная цепочка 16 IQ7 инвертеров.

Максимальная мощность инвертера как правило меньше чем номинальная мощность солнечной панели (как правило 80% считается нормальным). Солченая панель почти никогда не выдает свою номинальную мощность, и инвертера с мощностью 80% хватает почти всегда. Потеря энергии тогда когда инвертера не хватает (clipping, стрижка) как правило не больше 1-2% от всей энергии, и не имеет смысла ради этих 1-2% тратить больше денег на инвертеры. Помимо этого, солнечные панели со временем деградируют (а инвертер нет), и через несколько лет clipping сокращается до нуля.

Солнечные батареи для установки на крышу

Солнечные батареи на крыше крепятся в первую очередь с учетом материалов покрытий, типа обрешетки, соответственно им выбирают способ фиксации, вариант крепежных элементов. Для монтажа фотоэлектрических солнечных элементов надо произвести расчет количества панелей. Важно также учесть, как размещен дом, затенение, интенсивность освещения солнцем, оптимальный угол.

Характеристики солнечных панелей, влияющие на их установку
- размер фотогальванических элементов, который определяет их количество, возможности размещения под особенности крыши;
- материал покрытия: черепица, металл, каучук, ТПО, ПВХ, шифер, ондулин.
- форма листов покрытия: волнообразные, плитками, находящие друг на друга элементы, со стыковыми швами в виде фальцев.
Именно для процесса закрепления к крыше вид и технология фотогальванических элементов — моно, поли, тонкая пленка — малозначимы. Но мощность и эффективность все-таки может повлиять на монтаж солнечных панелей. Например, если дом имеет север крыши с ограниченной поверхностью, то туда можно поставить более эффективные изделия, остальные — на южную часть, лучше прогреваемую солнцем.

Если по каким-то причинам пользователь посчитает уместным комбинировать продукцию разных фирм или типы панелей, то это также возможно при подходящих параметрах для выбранной архитектуры системы.

Крыша из солнечных батарей кровельные технологии должна учитывать всегда. Например, если каркас состоит из ОСБ плит, это дает более широкие возможности для размещения креплений.

В продаже есть стандартные унифицированные наборы для фиксации солнечных батарей со всеми необходимыми элементами. У производителей можно также заказать нужное количество и параметры набора под индивидуальные потребности.

После того как вы разберетесь с установкой, рекомендуем узнать: как подключить солнечные панели к аккумулятору и источнику потребления.

Какие потребуются элементы крепления

Для фиксации есть такие типы крепежных элементов со своими вариантами форм под особенности крыш:
- направляющие, опорные рейки. Это S-образные профили, рельсы с вырезами под прижимы. Именно непосредственно к ним крепят фотоэлектрические плиты. Направляющие унифицированы, поэтому подобрать их не составит труда;
- зажимы, прижимы — это элементы, фиксирующиеся напрямую к кровле, ее обрешетке, фальцам, а второй их конец закрепляет направляющие. Виды:
  - концевые — для крайних солнечных панелей;
  - центральные — фиксируют две фотогальванические плиты к опорным профилям.
  Установка на разные материалы, модификации крепежей
  
  Установка крепежа солнечных батарей на крыше учитывает, что эти детали намного разнообразнее, в отличие от направляющих, так как они фиксируют каркас системы к крышам из разных материалов. Есть изделия для металла, черепицы, шифера и других кровель.
  
  Все модификации креплений можно отнести к двум типам:
  - не нарушающие целостности покрытий (зажимы или крепящиеся только к обрешетке, когда можно поднять элемент настила);
  - протыкающие покрытие, требующие создания отверстий, ячеек.
  Если дом имеет крышу с уклоном, то оптимальный ее угол от 30 до 40°, в северных широтах может быть больше. Для самоочистки солнечных панелей дождем угол должен быть не меньше 15°. Наклон можно создать более сложным каркасом из опорных профилей.
  
  Металлические крыши
  
  Самый удобный и простой для установки реек вариант соединений металлических листов крыши — когда они соединены стыковыми швами в форме рубцов, фальцами. Высоты и ширины выступов обычно всегда достаточно, чтобы установить на нем зажим.
  
  Целостность покрытия с креплениями-зажимами не нарушается. Делать отверстия и крепить через них кронштейны болтами, саморезами не надо вообще — достаточно установить изделие и затянуть его болты. Это удобно не только при монтаже, но и при демонтаже. Дополнительный плюс: соединение не надо герметизировать, риск коррозии в его месте намного ниже.
  
  Другой вариант. Если дом с крышей из волнистых, имитирующих черепицу, меандр металлических листов, применяют способ, нарушающий их целостность. Используют специальные саморезы, болты, а чаще винтошурупы с уплотняющими прокладками, пробивающими покрытие насквозь и фиксирующиеся на лагах или плитах обрешетки.
  
  Кровля черепичная, из каучука, ПВХ, ТПО
  
  Кровля с черепицей или подобными элементами, надвигающимися друг на друга (испанская) — отличный вариант, так как солнечная батарея крепится без нарушения целостности покрытия. Надо всего лишь приподнять черепицу и установить огибающий ее край кронштейн с основой (широкой ножкой), крепящейся болтами к обрешетке, плитам каркаса.
  
  Аналогичные преимущества у полимеризованного этилен-пропилен-диен-мономера (ЭПДМ), проще говоря, штучного каучука, а также из термопластичного полиолефина (ТПО), ПВХ.
  
  Когда метод, не влияющий на целостность нельзя применить, в черепице создают пилой отверстия, в которые вставляют кронштейны. Ножки крепежей фиксируются болтами к каркасу крыши. Затем отверстия заливают монтажной пеной и цементом.
  
  Шифер, ондулин
  
  Шифер, ондулин самые ненадежные материалы для установки фотоэлектрических батарей. В данном случае отсутствует возможность приподнять сегмент и закрепить кронштейн к лагам, не нарушая целостности покрытия. Обычно первый материал волнистый: листы накладываются друг на друга со значительной шириной наложения. Дрелью в местах прохождения лаг (обычно на горбе шифера) делают отверстия под винтошурупы, через которые и крепят сегменты к обрешетке. Аналогичный способ применяют для волнистых металлических материалов.
  
  Установка солнечных фотоэлектрических панелей на крышу поэтапно
  
  Материалы кровли, крепление солнечных панелей должны правильно соотноситься. Установка на разные покрытия отличается именно типами крепежей, фиксирующих опорные рельсы (профили с S-образным сечением). Рассмотрим более подробно и полностью работу по установке солнечных коллекторов.
  
  План, чертеж
  
  На первом этапе измеряют рулеткой крышу и составляют чертеж с размерами и геометрией крыши, под которые подбираются панели. На плане обозначают расположение направляющих и креплений.
  
  На чертеже рисуют оптимальное расположение фотогальванических плит с учетом отступов для прохода, снегоуловителей, от иных элементов. Обозначают затененные сегменты (около труб, деталей конструкций и прочего), проемы.
  
  Опорные рельсы фиксируются кронштейнами с зазорами между ними в 1200–1500 мм. Плиты помещают на две S-рельсы, размещаемые параллельно, для направляющих от кромки плит отступают 200–400 мм.
  
  Монтаж крепежей
  
  Металлопрофиль со стыковыми соединениями в виде фланцев. Применяют крепления в виде зажимов, стягивающихся болтами, не нарушая целостности покрытия.
  
  Металлочерепица и металлопрофиль. Используют Г (L)-образный кронштейн для S-реек. Перед его установкой к концу, фиксируемого к крыше, наклеивают кусок битума. Уголок закрепляется к обрешетке саморезами (чем больше отверстий для них, тем лучше) с герметиком.
  
  Битумная черепица. Используют кронштейн с широкой площадкой, так как дом с такой крышей часто имеет обрешетку для данного материала из ОСБ плит. Соединение уплотняется как описано выше.
  
  Керамическая (натуральная) черепица. Плитка кровли подвигается под верхний ряд, открывается путь к обрешетке, туда вставляют кронштейн, закрепляют его к лагу (плите). Крепежи должны быть с одинаковыми промежутками. Если при оснащении такой поверхности солнечными батареями, место крепления не совпало с положением лага, берут изделие с более длинной площадкой и/или ножкой. В завершение монтажа неповрежденная черепица задвигается на прежнее место — это самый аккуратный вариант установки.
  
  Шифер и ондулин. Применяют особые винтошурупы из нержавейки. Крепеж ставят в месте прохождения лагов — на горбах, затем на него надевают кронштейн, используемый для металлочерепицы и металлопрофиля. Винт снабжен толстой резиновой прокладкой для герметизации отверстия.
  
  Монтаж направляющих
  
  После фиксации кронштейнов к ним присоединяют опорные S-рельсы. Стандартно применяют захваты и болты (с гроверами, внутренними шестигранниками). Первый элемент вставляется в паз рельсы, вторым осуществляется зажим.
  
  Рейки обычно поставляются в комплекте к панелям, их форма стандартная и их можно докупить не только у конкретного производителя, но и в магазинах стройматериалов, на металлобазах. Длина может быть разной, направляющую можно обрезать обычной ножовкой по металлу или наращивать.
  
  Ламели опорных S-профилей наращиваются и стыкуются соединителями — металлическими планками с болтами.
  
  Установка панелей
  
  После закрепления реек устанавливают сами фотоэлектрические элементы. Фиксацию осуществляют двумя вариантами прижимов с четырех сторон. Длину этих деталей подбирают под тип панелей. Стандартно есть два типа изделий — на 35 и 40 мм. Крайняя плита с внешнего края фиксируется концевыми прижимами, а для внутренних торцов панелей применяют центральные универсальные типоразмеры. Для присоединения этих элементов к направляющим используют болты (M8×25, M8×50) и захваты.
  
  Когда солнечные батареи установлены на крышу надо проверить отсутствие перепадов высоты, уровня реек. Все сегменты должны выстроиться в одну ровную плоскость. Мониторинг также делают постоянно в процессе монтажа на профиль: перед началом работ натягивают нить и по ней проверяют их положение.
  Похожие записи: