Опубликовано

Солнечные батареи для дома

Содержание

Что дают солнечные батареи и можно ли от них запитать весь дом

В последние годы про солнечные батареи говорят все чаще, у некоторых такие солнечные панели уже установлены и они пользуются "солнечной" электро энергией. Но у обычного человека возникает много вопросов о том что да как, как они работают, какую мощность дают и другие вопросы. На эти вопросы я попробую ответить и объяснить что к чему.

Солнечные батареи представляют из себя большие панели с фото-электрическими модулями, которые спаяны на заводе и герметично спечены пленкой EVA к стеклу, обрамлены алюминиевым профилем и на задней стенке выведены контакты (+ и -). Ниже фото солнечной панели.

Солнечные батареи

Фото солнечных батарей, вверху солнечная панель 100ватт монокристаллическая, а снизу две солнечные панели по 100ватт поликристаллические

Солнечные батареи

Солнечные панели на крыше дома Солнечны батареи дают низкое постоянное напряжение и сделаны они для заряда 12-ти вольтовых и 24-х вольтовых аккумуляторов. Сам принцип работы солнечной электростанции таков — Днем солнце светит на панели и они дают электроэнергию, которую нужно где-то накапливать, для накопления энергии служат аккумуляторы, а уже от аккумуляторов берется энергия для потребления различной электроники и домашней техники. Солнечная батарея мощностью 100ватт стоит примерно 6000-8000т.руб. Выпускают панели различных размеров и мощности, обычно это панели на 100ватт и большие на 200-300ватт. Панели соединяют последовательно или параллельно чтобы получить нужно напряжение и мощность, мощные системы делают на 48вольт, а небольшие на 12 или 24 вольта.

Аккумуляторы должны заряжаться от солнечных батарей через специальные солнечные контроллеры, напрямую заряжать нельзя, аккумуляторы испортятся от пере-заряда. В общем кроме солнечных батарей нужен еще и контроллер, который будет заряжать аккумуляторы и отключать от АКБ потребителей — когда аккумулятор разрядится. Контроллеры умеют работать с различными типами аккумуляторов, а так-же имеют настройки и различные полезные функции, например умеют включать и выключать потребителей по времени, к примеру по ночам включать свет.

контроллер

Контроллер для солнечных батарей И так-как у нас большинство электроники питается не от 12вольт, а от 220вольт, то нужен еще специальный преобразователь напряжения, называемый инвертором. Инвертор преобразует напряжение аккумулятора в переменное напряжение 220 вольт, и от инвертора уже выходит обычная розетка на 220вольт, в которую можно подключать все то что в подключаете обычно. Инверторы бывают различной выходной мощности, для мелкой электроники ТВ и компьютера хватит и небольшого мощностью 500ватт, а вот если планируется включать мощные потребители энергии, такие как электро чайник, микроволновка, сварочный аппарат, стиральную машину, то потребуется мощный инвертор на 3-5кВт.

инвертор

ИБП — инвертор для солнечных батарей В общем солнечная электростанция состоит из солнечных батарей, аккумуляторов, контроллера зарядки, и преобразователя DC/AC 220v — инвертора. Цена такого альтернативного электричества не дешевая и зависит от нужной мощности. Если у вас уже есть электричество от ближайшей подстанции, то не имеет смысла тратится на солнечную электростанцию, и если с электричеством перебои, то лучше поставить ИБП ( источник бесперебойного питания) — он тоже стоит не дешево, но дешевле обойдется и будет во время перебоев питать ваши домашние приборы от аккумуляторов, а когда электричество появится, то переключится на питание от электросети и зарядит свои аккумуляторы. Подробнее о ИБП — Источники бесперебойного питания

Мощная солнечная электростанция стоит больших денег и к примеру чтобы независимо питать солнечной энергией весь дом, который в месяц потребляет около 300кВт, то нужно иметь как минимум 3кВт солнечных батарей, цена которых выйдет под 200-250т.рублей. Далее нужен мощный контроллер зарядки аккумуляторов, который стоит 20-30т.рублей. И аккумуляторов нужно рабочей емкостью как минимум на 10кВт.

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

Аккумуляторы это больная тема, в общем автомобильные самые дешевые, но и самые недолговечные,уже через 1-2 года они сильно теряют емкость и их надо брать с тройным запасом по емкости, то-есть чтобы с АКБ брать до 10кВт энергии их нужно купить емкостью на 30кВт, а 30кВт это 10 АКБ по 250Ач и стоимость около 150т.руб. Если брать специализированные АКБ для автономных систем, то они прослужат 5-7 лет и более, но их так-же надо брать с тройным запасом по емкости и стоимость таких АКБ в 2- раза больше, цена в 300-400т.рублей. Пример таких аккумуляторов Солнечная электростанция на даче весна 2015

Солнечные панели

ИБП — солнечные панели на даче На самом деле все гораздо сложнее, и есть много нюансов, но все не описать в одной статье, дополнительная информация есть в других разделах. Если вы не разбираетесь в этом, то самим рассчитывать и собирать электростанцию будет в итоге дороже чем это сделают специализированные организации. Они уже знают все тонкости и не придется потом что-то переделывать — покупать, все заработает как надо. А я начинал с самодельного всего и в итоге покупал много чего ненужного и дешевого, которое ломалось и приходилось снова покупать, теперь-то когда был пройден большой путь я уже лучше ориентируюсь во всем этом, но если бы я знал все это, то лучше бы приобрел комплект с установкой у тех кто этим занимается.

Солнечные батареи бывают двух типов, на самом деле больше, но широко распространены моно-кристаллические и поли-кристаллические солнечные панели. У моно-кристаллических КПД немного выше чем к поли, по-этому они по площади немного меньше чем поли той-же мощности. Но поликристаллические как говорят работают лучше в пасмурную погоду, по-этому рекомендованы для местности с малым количеством солнечных дней.

Инверторы тоже бывают двух типов Дешевые автомобильные инверторы как правило имеют на выходе 220 вольт и модифицированную синусоиду (квадратный синус). От таких инверторов нормально работает различная электроника с импульсными блоками питания, но есть проблемы с работой асинхронных двигателей, которые стоят в насосах, компрессорах холодильников и др.
Более дорогие инверторы как правило имеют на выходе чистую синусоиду, и в такие инверторы можно подключать абсолютно все что питается от 220в 50Гц.

Контроллеры тоже бывают PWM или MPPT Первые дешевле и проще, а вторые имеют внутри преобразователь dc-dc и за счет него берут с солнечных панелей энергии больше до 30% чем обычные контроллеры. Контроллеры MPPT преобразуют высокое напряжение солнечной панели в более низкое увеличивая силу тока и в общем ток зарядки через такие контроллеры выше чем через PWM контроллеры.

Дома с солнечными батареями

Солнечная батарея — это панель из кремниевых элементов, которые преобразуют солнечную энергию в электроэнергию. Электроэнергия используется напрямую либо накапливается в аккумуляторах для последующего применения.

Современные солнечные батареи не нуждаются в постоянном солнечном освещении, они заряжаются и в пасмурную погоду, и даже зимой. Ведь в это время солнце не пропадает.

Срок эксплуатации солнечной батареи — 25 лет.

Установка

Компании предлагают два варианта подключения солнечной батареи:

  • Резервное энергоснабжение.

    Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

    В этом случае оборудование подключается в общую электросеть и обеспечивает аварийное электроснабжение.

  • Автономное энергоснабжение. В этом случае центральная энергосеть отсутствует или используется минимально. Основной источник энергии — солнце.

В обоих случаях солнечную панель устанавливают под углом 45 градусов на крышах и фасадах, направляя поверхность на юг.

Если установка батареи планируется на этапе проекта дома, то его проектировщики предусмотрят отсутствие помех со стороны построек или деревьев, предложат варианты оформления крыши и фасада. При установке батерии в готовом доме, Вам, возможно, придется спилить ветки, отодвинуть подальше сарай или разместить батарею не четко на юго, а на юго-востоке/западе.

Эффективность

  • Примерная. Исходя из площади панели

В ясный день с 1 м? площади панели дает примерно 120 Вт мощности. Этого не достаточно даже для работы компьютера.

Поэтому для бо?льших показателей панели объединяют в мини-станции: 10 м? дают 1 кВт. Это уже работа компьютера, телевизора и трех лампочек.

А 20 м? и 250 кВт, которые такая панель производит, хватает семье на месяц. Но погода при этом должна быть солнечной.

Если площадь панели 40 м?, то в месяц при 20 солнечных днях Вы получите 500 кВт. Это для больших семей и больших домов.

  • Точная. Исходя из площади панели и инсоляции региона

Инсоляция определяет, сколько солнечной радиации попадает на конкретный регион Земли за конкретный период времени. Она измеряется в кВт/м?/сутки. Инсоляция покажет, сколько солнечного света доступно для Ваших солнечных батарей, чтобы превратить его в электричество. И сколько точно мощности Вы получите.

Чем выше значение инсоляции в Вашем регионе, тем больше электроэнергии даст 1 м? солнечной батареи.

Стоимость

Установка солнечной панели в 40 м? — это 10 000 рублей.

Чтобы подключить дом к центральной сети надо заплатить энергетикам по 16 000 рублей за подключение каждого киловатта. При средней электрической мощности дома в 20 кВт — это 320 000 рублей.

Вам также надо будет установить трансформатор — это еще 60 000 рублей.

Итого — 400 000 рублей.

Обслуживание

Производители рекомендуют проводить работы по обслуживанию солнечных панелей не менее двух раз в год. Но реальная частота проведения работ зависит от расположения батарей и условий их эксплуатации.

Пыль, листья и ветки на панели уменьшают количество электроэнергии на 20%. Чтобы этого избежать достаточно поливать панели по мере из загрязнения — не более четырех раз в год. Если в Вашем регионе еще ведется строительство, частотность полива будет выше. Шланга с насадкой достаточно, чтобы не лезть на крышу.

Ослабление и коррозия креплений приводит к выходу панели из строя. Для их проверки на крышу все таки надо будет подниматься.

Инверторы — основной силовой элемент системы, который преобразует постоянный ток от солнечных панелей в переменный, накапливают пыль, а также страдают от перегрева. Очистка инверторов и вентиляторов охлаждения, продлит жизнь солнечной батареи и позволит не снижать ее КПД. Это касается всех типов инверторов, в том числе предназначенных для суровых условий эксплуатации.

Заземление — важный элемент безопасности любой электросистемы. Проверка состояния контактов и изоляции проводников проводится специалистами.

Электропроводка: состояние проводов, надежность контактов в местах соединений, механические повреждения электроизоляционных трубок, — это составляющие из которых складывается КПД. Работа также проделывается специалистами.

В итоге

Плюсы. Солнечные батареи:

  • Дают дешевую энергию;
  • Позволяют не зависеть от перебоев в электропитании;
  • Редко выходят из строя;
  • Не нуждаются в постоянном обслуживании.

Минусы:

  • Высокая стоимость;
  • Длительный срок окупаемости;
  • Зависимость от погодных условий.

А на Западе?

На западе уже практикуют аренду солнечных батарей. Там нет авансовых платежей. Домовладельцы платят ежемесячную арендную плату за использование панелей, а компания по прокату владеет ими и поддерживает их. Поэтому единственный минус использования солнечных батарей на западе — это зависимость от погоды.

Что дают солнечные батареи и можно ли от них запитать весь дом

В последние годы про солнечные батареи говорят все чаще, у некоторых такие солнечные панели уже установлены и они пользуются "солнечной" электро энергией. Но у обычного человека возникает много вопросов о том что да как, как они работают, какую мощность дают и другие вопросы. На эти вопросы я попробую ответить и объяснить что к чему.

Солнечные батареи представляют из себя большие панели с фото-электрическими модулями, которые спаяны на заводе и герметично спечены пленкой EVA к стеклу, обрамлены алюминиевым профилем и на задней стенке выведены контакты (+ и -). Ниже фото солнечной панели.

Солнечные батареи

Фото солнечных батарей, вверху солнечная панель 100ватт монокристаллическая, а снизу две солнечные панели по 100ватт поликристаллические

Солнечные батареи

Солнечные панели на крыше дома Солнечны батареи дают низкое постоянное напряжение и сделаны они для заряда 12-ти вольтовых и 24-х вольтовых аккумуляторов. Сам принцип работы солнечной электростанции таков — Днем солнце светит на панели и они дают электроэнергию, которую нужно где-то накапливать, для накопления энергии служат аккумуляторы, а уже от аккумуляторов берется энергия для потребления различной электроники и домашней техники. Солнечная батарея мощностью 100ватт стоит примерно 6000-8000т.руб. Выпускают панели различных размеров и мощности, обычно это панели на 100ватт и большие на 200-300ватт. Панели соединяют последовательно или параллельно чтобы получить нужно напряжение и мощность, мощные системы делают на 48вольт, а небольшие на 12 или 24 вольта.

Аккумуляторы должны заряжаться от солнечных батарей через специальные солнечные контроллеры, напрямую заряжать нельзя, аккумуляторы испортятся от пере-заряда. В общем кроме солнечных батарей нужен еще и контроллер, который будет заряжать аккумуляторы и отключать от АКБ потребителей — когда аккумулятор разрядится. Контроллеры умеют работать с различными типами аккумуляторов, а так-же имеют настройки и различные полезные функции, например умеют включать и выключать потребителей по времени, к примеру по ночам включать свет.

контроллер

Контроллер для солнечных батарей И так-как у нас большинство электроники питается не от 12вольт, а от 220вольт, то нужен еще специальный преобразователь напряжения, называемый инвертором. Инвертор преобразует напряжение аккумулятора в переменное напряжение 220 вольт, и от инвертора уже выходит обычная розетка на 220вольт, в которую можно подключать все то что в подключаете обычно. Инверторы бывают различной выходной мощности, для мелкой электроники ТВ и компьютера хватит и небольшого мощностью 500ватт, а вот если планируется включать мощные потребители энергии, такие как электро чайник, микроволновка, сварочный аппарат, стиральную машину, то потребуется мощный инвертор на 3-5кВт.

инвертор

ИБП — инвертор для солнечных батарей В общем солнечная электростанция состоит из солнечных батарей, аккумуляторов, контроллера зарядки, и преобразователя DC/AC 220v — инвертора.

Сборник ответов на ваши вопросы

Цена такого альтернативного электричества не дешевая и зависит от нужной мощности. Если у вас уже есть электричество от ближайшей подстанции, то не имеет смысла тратится на солнечную электростанцию, и если с электричеством перебои, то лучше поставить ИБП ( источник бесперебойного питания) — он тоже стоит не дешево, но дешевле обойдется и будет во время перебоев питать ваши домашние приборы от аккумуляторов, а когда электричество появится, то переключится на питание от электросети и зарядит свои аккумуляторы. Подробнее о ИБП — Источники бесперебойного питания

Мощная солнечная электростанция стоит больших денег и к примеру чтобы независимо питать солнечной энергией весь дом, который в месяц потребляет около 300кВт, то нужно иметь как минимум 3кВт солнечных батарей, цена которых выйдет под 200-250т.рублей. Далее нужен мощный контроллер зарядки аккумуляторов, который стоит 20-30т.рублей. И аккумуляторов нужно рабочей емкостью как минимум на 10кВт.

Аккумуляторы это больная тема, в общем автомобильные самые дешевые, но и самые недолговечные,уже через 1-2 года они сильно теряют емкость и их надо брать с тройным запасом по емкости, то-есть чтобы с АКБ брать до 10кВт энергии их нужно купить емкостью на 30кВт, а 30кВт это 10 АКБ по 250Ач и стоимость около 150т.руб. Если брать специализированные АКБ для автономных систем, то они прослужат 5-7 лет и более, но их так-же надо брать с тройным запасом по емкости и стоимость таких АКБ в 2- раза больше, цена в 300-400т.рублей. Пример таких аккумуляторов Солнечная электростанция на даче весна 2015

Солнечные панели

ИБП — солнечные панели на даче На самом деле все гораздо сложнее, и есть много нюансов, но все не описать в одной статье, дополнительная информация есть в других разделах. Если вы не разбираетесь в этом, то самим рассчитывать и собирать электростанцию будет в итоге дороже чем это сделают специализированные организации. Они уже знают все тонкости и не придется потом что-то переделывать — покупать, все заработает как надо. А я начинал с самодельного всего и в итоге покупал много чего ненужного и дешевого, которое ломалось и приходилось снова покупать, теперь-то когда был пройден большой путь я уже лучше ориентируюсь во всем этом, но если бы я знал все это, то лучше бы приобрел комплект с установкой у тех кто этим занимается.

Солнечные батареи бывают двух типов, на самом деле больше, но широко распространены моно-кристаллические и поли-кристаллические солнечные панели. У моно-кристаллических КПД немного выше чем к поли, по-этому они по площади немного меньше чем поли той-же мощности. Но поликристаллические как говорят работают лучше в пасмурную погоду, по-этому рекомендованы для местности с малым количеством солнечных дней.

Инверторы тоже бывают двух типов Дешевые автомобильные инверторы как правило имеют на выходе 220 вольт и модифицированную синусоиду (квадратный синус). От таких инверторов нормально работает различная электроника с импульсными блоками питания, но есть проблемы с работой асинхронных двигателей, которые стоят в насосах, компрессорах холодильников и др.
Более дорогие инверторы как правило имеют на выходе чистую синусоиду, и в такие инверторы можно подключать абсолютно все что питается от 220в 50Гц.

Контроллеры тоже бывают PWM или MPPT Первые дешевле и проще, а вторые имеют внутри преобразователь dc-dc и за счет него берут с солнечных панелей энергии больше до 30% чем обычные контроллеры. Контроллеры MPPT преобразуют высокое напряжение солнечной панели в более низкое увеличивая силу тока и в общем ток зарядки через такие контроллеры выше чем через PWM контроллеры.

Советы по выбору солнечной батареи и ее комплектующих

Солнечные панели как резервный источник питания для квартиры

О целесообразности использования солнечных батарей для загородного дома в отсутствии центрального энергоснабжения и говорить не стоит. Такие системы полностью окупаемы и крайне экономичны, если сравнивать с генераторами, работающими на ископаемом топливе. А как же быть с квартирой? Насколько целесообразны солнечные панели для многоквартирных домов или отдельных квартир? Каковы особенности установки и эксплуатации подобных систем мы попробуем разобрать в этой статье.

Особенности установки и эксплуатации солнечных электростанций в многоквартирных домах

В последние годы стало крайне модно строить «Эко дома», в том числе многоэтажные комплексы с низким потреблением энергии, энергоэкономичным освещением на светодиодных лампах или геотермальном отоплении. Проснулся интерес людей и к солнечной энергии, как возобновляемому и бесконечному  источнику электрической энергии. Солнечные электростанции столь часто стали встречаться в пригородах мегаполисов и новостных СМИ, что вероятно не осталось ни одного человека, который хоть краем уха не слышал об этой технологии. Но использование новой технологии в высотных, многоквартирных комплексах подчас таит в себе много ограничений:

  • пространство, возможное для установки солнечного массива, как правило, слишком мало в отношении к потреблению энергии на квадратный метр площади здания;
  • затенения от рядом стоящих зданий;
  • высокая первоначальная стоимость оборудования,

Все это делает невозможным внедрение солнечных систем в уже существующую инфраструктуру. Ведь обосновать  каждому жителю многоквартирного дома стоимость внедрения новинки подчас невозможно. Поэтому  на практике «солнечные дома» проектируют еще задолго до того, как они буду возведены, подбирая места расположения и инфраструктуру, наиболее удовлетворяющую требованиям систем энергообеспечения. На  этапе проектирования инженеры продумают все нюансы, максимально снижая будущие энерго- затраты жильцов. Или солнечные панели устанавливают в домах для обеспечения общих нужд, таких как:

  • освещение подъездов и близлежащих территорий;
  • питание системы безопасности и связи;
  • бесперебойное энергоснабжение электрики котельных и прочие системы общего пользования.

Обосновать такие системы значительно проще, а затраты на их первоначальную установку, как правило ниже и окупаются быстрее, принося пользу каждому жильцу.

Третий вариант применения фотоэлектрических элементов в многоквартирных домах – индивидуальные системы резервного энергоснабжения, установленные жильцами отдельных квартир для собственных нужд. Как правило, проблемы, с которыми сталкиваются владельцы квартир, мечтающие о солнечных электростанциях, имеют самый широкий спектр:

  • невозможность установки системы на крыше здания по причине отказа управляющей компании;
  • отсутствие окон и соответственно прилегающих стен (иногда балконов) ориентированных на юг;
  • затенения от деревьев и близлежащих зданий, и как результат, ограниченные площади для размещения массива солнечных батарей;
  • запрет управляющих компаний на монтаж постороннего оборудования на фасад дома;
  • прочие ограничения по установке остальных компонентов оборудования.

Но, несмотря на длинный список ограничений, находчивые жильцы многоэтажных домов все же устанавливают резервные системы, лаконично вписывающиеся в дизайн высотных многоэтажек.

Нестандартный дизайн балкона или мини-электростанция в квартире?

Балкон, расположенный на юг и радиотехническое образование владельца этой квартиры предопределили будущее её жильцов. Теперь им не страшны временные отключения или перебои в электросети. А счета за свет будут мелькать меньшими цифрами. Ведь на балконе этой квартиры, вместо привычных ПВХ панелей — стоят солнечные батареи.

Четыре монокристаллические солнечные панели идеально вписались в каркас обычного балкона, заменив не функциональные его элементы. Ориентированные почти строго на юг, они не затенены рядом стоящими домами, и вырабатывают почти максимум возможной энергии. При этом батареи не нарушают общий дизайн здания, не бросаясь в глаза и лаконично сосуществуя с другими элементами дома.

Летом такая система вырабатывает  1.0 -1.5 кВтч в сутки и может обеспечивать энергией небольшой холодильник или энергосберегающее освещение квартиры. Зимой, когда инсоляция в значительной степени падает, система будет выполнять функцию «бесперебойника»,  при отключении сетевого электричества.

Вернуться к другим проектам…

Расчёт необходимой солнечной батареи для коттеджа

Солнечные батареи становятся с каждым годом все более востребованным видом автономных систем, являющихся альтернативой традиционного электроснабжения. Особенно популярны установки солнечных коллекторов в загородной зоне, на дачах где отсутствует подача электроэнергии. 

Расчеты мощности

При покупке солнечных батарей для дома, владельцев, прежде всего, интересует, какой объем мощности батарей понадобится для того, чтобы удовлетворить все насущные потребности. Так как система может обеспечить электроэнергией много приборов лишь в том случае, когда энергопотребление не будет выше количества энергии, производимой генератором.

Система состоит из основных 4 компонентов:

Аккумуляторов;

Контролера заряда;

Фотоэлектрических панелей;

Инвертора.

Расчет мощности солнечных батарей для дома актуален, прежде всего, тем, что при всех финансовых и материальных ограничениях важно знать, какого результата ожидать от батарей и стоит ли вообще покупать подобную систему энергоснабжения.

Солнечные панели (батареи) для дома

Для каждого режима использования электроэнергии существует своя система расчета.

За основу расчетов необходимой энергии берутся данные о возможности Солнца (мощность солнечного излучения), а так же стоит рассчитать сколько энергии планируется потреблять. Это можно сделать самостоятельно, посмотрев в таблицу «Расчет потребления электроэнергии»:

При этом учитываются:

Регион;

Погодные условия;

Угол наклона панели.

Устанавливая угол наклона панели важно определиться, будет использование батарей круглогодичным или предполагается их эксплуатация только в летний период. Предпочтительно устанавливаемый для панелей угол наклона на 15° больше, чем географическая широта. Чем больше наклон, тем эффективнее выработка энергии.

Расчет солнечных батарей для дома желательно проводить, имея данные и по горизонтальной, и по вертикальной установкам панелей.

Процесс расчета

Для того чтобы оценить производительность солнечных батарей, желательно взять для расчетов самый худший месяц зимой (январь в Москве) и летний максимум (июль в Москве).

Стандартный поток солнечного света при 25° в 1 кВТ/м² — это номинальная мощность солнечной панели. Взяв месячную инсоляцию, и умножив ее на соотношение мощностей максимальной инсоляции и батареи можно получить оценку выработки батареи за конкретный месяц.

Выработка фотоэлектрических панелей рассчитывается по формулам:

1. Eсб = Eинс х Pсб х η / Pинс

Eсб — энергия солнечной батареей;

Eинс — инсоляция 1 м² (конкретный месяц из таблицы);

η — КПД передачи электрического тока;

Pсб — номинальная мощность батареи;

Pинс — максимальная мощность инсоляции 1 м² земной поверхности.

Так же можно делать расчет мощности солнечных батарей, необходимой для месячного энергопотребления.

2. Рсб = Ринс х Есб/ (Еинс х η)

В расчет КПД можно заложить потери (от 10 до 25%), которые могут происходить от дешевых контролеров заряда, которые, как правило, либо занижают выходное напряжение батареи или попросту игнорируют излишки энергии.

2 Формула удобна, если необходимо рассчитать номинальную мощность солнечных батарей, учитывая конкретные условия инсоляции, но она не очень подходит для расчетов возможностей на весь год.

1 Формула позволяет рассчитать мощность для различных режимов энергоснабжения батарей с разной номинальной мощностью.

Пример расчета для Москвы

Предположим, что нужно рассчитать наклон 70°, но для Москвы нет таких данных, но есть данные угла наклонов панели 40° и 90°. В этом случае между этими данными берется среднее значение и округляется до 1 кВт/ч на меньшее число. При расчете мощности учитывается суммарный КПД контролера и инвертора – 91%. Значение «режим дефицита» говорит о том, что мощности не хватит даже для постоянной работы самой системы.

Анализ расчетов

Учитывая погодные особенности и номинальную мощность батарей можно сделать вывод, что 400 Вт батареи в Москве будет недостаточно даже на поддержку аварийного режима в летнее время. Хотя для дачи превышение выработки аварийного уровня 80% можно считать допустимым вариантом, особенно при непостоянной работе инвертора, а только при необходимости подачи электроэнергии.

Маломощные системы не предназначены для круглосуточного бытового электроснабжения даже летом. Так как энергия в таких системах является критически важной для собственного потребления контролера заряда и инвертора. В зимнее время мощности солнечного коллектора будет не достаточно для работы всех электроприборов дома, но в летнее вполне допустимо, что электроснабжение будет бесперебойным.

Возможности батарей из расчетов мощности для Москвы:

500 Вт – дает аварийный минимум 80% с мая до конца августа;

600 Вт – середина марта – сентябрь;

800 Вт – с превышением аварийного уровня (кроме декабря и января) обеспечивает напряжение с марта по сентябрь;

1 кВт – обеспечивает базовое потребление электроэнергии почти весь год, но в зимний период (декабрь и январь) энергии может не хватать;

1.2 кВт – обеспечивает умеренный режим в июле, в марте – сентябре режим энергопотребления базовый. Аварийный минимум приходится на период ноябрь – январь;

2 кВт – поддерживает комфортный режим, или близкий к нему в период май – август и базовый с февраля месяца по август. Но в длинные темные месяцы данной мощности солнечного коллектора может быть недостаточно;

3.2 кВт – обеспечивает комфортный режим на все длинные дни и в течение года позволяет рассчитывать на аварийный минимум;

5.3 кВт – батареи номинальной мощности, позволяющие практически без ограничений использовать электроэнергию в период май – август и круглый год в базовом режиме;

8 кВт – мощность солнечной батареи, обеспечивающая использование электричества круглый год в умеренном режиме;

13.5 кВт – круглогодичный комфортный режим энергопотребления.

Основные критерии выбора оборудования

На обеспечение электроснабжения от солнечных коллекторов влияют:

Продолжительность дня и ночи (ночью солнечные системы прекращают подавать энергию);

Погодных условий (в пасмурные дни уровень энергообеспечения спадает);

Сезонности (когда дни становятся короче ночей).

 В связи с этим рекомендуется выбирать емкость аккумуляторов 12 вольтовых:

Только для летнего периода — не менее 400 А/ч на 1 кВт/ч суточного потребления в минимальном режиме;

Для круглогодичного энергопотребления – не менее 800 А/ч на 1 кВт/ч в минимальном режиме потребления.

 При выборе панели учитывается три основных фактора:

Геометрия;

Тип фотоэлементов;

Номинальное выходное напряжение.

Когда стоит вопрос: «приобретать одну большую панель или несколько маленьких», наш совет — лучше одну. Маленькие панели хорошо устанавливать там, где нет возможности установить большую панель (размер ее не превышает 1,5 – 2 метров). В этом случае площадь соединений будет меньше, а уровень надежности повысится.

При выборе напряжения солнечной батареи рекомендуется останавливать на 24 вольтовых панелях, так как у них вдвое меньше рабочие токи, чем у 12 вольтовых панелей той же мощности.

Наиболее часто предлагаемые типы фотоэлементов:

На монокристаллическом кремнии;

На поликристаллическом кремнии.

 Монокристаллический тип дороже, но его преимущества намного выше поликристаллического.

Если суммарная мощность панелей будет превышать мощность инвертора, это в разы оправдается даже с учетом постоянной мощной нагрузки и мощного аккумуляторного блока.

При выборе размещения панелей учитываются ориентирование дома по сторонам света и его «посадки» на местность. Традиционной ориентацией считается размещение панелей на юг.

Сейчас не проблема приобрести систему отслеживания Солнца. Будут оправданы расходы на такое дополнительное оборудование для солнечного коллектора или нет – решение сугубо индивидуальное.

Важно при выборе панелей учитывать характеристики контролеров, которые различают по типам контролеров зарядов и мощности. В некоторых случаях эффективнее устанавливать мультивольтажные контролеры (рассчитанные на несколько напряжений).

При расчете важно учитывать срок эксплуатации системы, который без существенного понижения КПД может продолжаться 20 – 25 лет.

Стоимость системы может быть разной в зависимости от комплектующих: аккумуляторных батарей, фотомодулей и инверторов. Примерно цена 1 кВт мощности варьируется в пределах 2,5 – 3 €.

Какую систему брать для дома, сколько средств потратить на ее приобретение и будут ли эти затраты окупаемы подсчитать не так уж сложно.

Снабжение дома и участка световыми панелями набирает популярности ввиду своей безусловной экономической окупаемости. Однако существует ряд сомнений в плане выбора подходящей световой станции, что в большей степени касается людей, слабо знакомых с электрикой в целом. Статья призвана показать, как подключить солнечную батарею, указать на простоту ее схемы, а также дать несколько советов по монтажу, эксплуатации и уходу.

Зачем нужна световая консоль и в чем ее преимущества

Установить солнечные батареи имеет смысл с целью достижения полной энергетической автономности жилища, как правило, загородного дома. В условиях постоянного повышения тарифов на электроэнергию данный вариант представляется оптимальным – при одноразовом вложении пользователь получает практически полную независимость от электросетей общего пользования. Монтаж солнечных батарей гарантирует полное отсутствие вреда для экологии и здоровья человека, так как для выработки электричества требуется лишь естественный свет. Солнечные панели как разновидность энергоснабжения отличаются неисчерпаемостью. В связи с ростом конкуренции производителей, выпускающих данную продукцию, стоимость с повышением технологий изготовления снижается из года в год.

Схема подключения

Схема подключения солнечных батарей состоит из:

  • Модуля световой консоли, который выполняет функцию преобразования световой энергии в электрическую.
  • Аккумулятора, накапливающего полученную преобразованную световую энергию.
  • Контрольно-управляющего устройства, цель которого – прослеживать показатели заряда и разряда, относящиеся к аккумулятору. При полном заряде аккумулятора контроллер отключает подачу электричества, а если АКБ полностью разряжена, он вовсе отключает рабочий режим станции.
  • Преобразователя напряжения, цель которого – повысить напряжение с 12 В до стандартных 220 В. При таком вольтаже способна работать любая бытовая техника.

Перед тем как установить солнечные батареи и вышеуказанные приборы, между всеми элементами схемы имеет смысл подключить предохранители, чтобы перегрузки сети не причинили вреда устройствам.

Если речь идет об одной системе, то никаких сложностей схема подключения солнечных панелей в себе не несет. Главным критерием успешного электромонтажа будет соблюдение полярности проводников и присоединение того или иного разъема в соответствующий штепсель. Угол наклона солнечной батареи необходимо выбрать таким образом, чтобы большую часть дня панели были установлены максимально на солнце. Возможность корректировки угла в течение дня будет преимуществом. Притом неважно, где будет произведена установка солнечных батарей – на крыше, специальном тенте или прямо на земле.

Более сложным вариантом является подключение нескольких световых панелей и их соединение между собой. Преимуществом такого решения будет являться более длительный срок службы, а также повышенная мощность системы.

Подключение солнечных консолей можно произвести:

  • Параллельно. В таком случае необходимо соединить между собой проводники с одинаковой полярностью. Изменения напряжения в данном случае не будет.
  • Последовательно. В случае подключения солнечной батареи по такой схеме производится присоединение «плюса» к «минусу». Несмотря на простоту, на выходе можно получить уже 24 вольта, что потребует другого типа инвертора.
  • Смешанно. Это солнечные батареи, установка которых комбинирует последовательный и параллельный способ подключения в соответствующей последовательности – сначала монтируется первый вариант, а затем из полученных блок-схем осуществляется второй. Данный вариант сложнее, но позволяет добиться получения большей мощности и пропускной способности системы.

Уход и поддержание оптимальной работы световых консолей

Подобно любым системам электроснабжения, солнечная батарея должна регулярно проверяться – необходимо проводить техническое обслуживание. Как правило, это должно происходить в начале и в конце сезона эксплуатации.

Делаем солнечные батареи для дома своими руками

Световые консоли находятся на открытом пространстве, что способствует скорому загрязнению их поверхности. С целью бесперебойной работы с высоким коэффициентом полезного действия, солнечную панель необходимо регулярно очищать. Помимо этого, необходимо отслеживать состояние изоляции проводников, проводить чистку контроллеров и аккумуляторов от пылевых отложений, чтобы обеспечить наличие хорошего контакта на клеммах приборов. Пренебрежение элементарными мерами способно вывести из строя это весьма дорогостоящее оборудование.

Предыдущая статья:Гидрогенераторы малой мощности для домаСледующая статья:Преобразователь для солнечных батарей

На ту же тему

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *