как установить солнечные батареи в частном доме
Как выполнить монтаж солнечных батарей на крыше в частных домах своими руками: Обзор и Виды использования +Видео
Когда-то рассуждения о том, что электроэнергия будет бесплатной казались фантастическими выдумками. Но прошло время и развитие новых технологий в электроэнергетике привели к тому, что это стало реальностью.
Альтернативные источники энергии завоёвывают все большее количество сторонников по всей планете.
Среди них особой популярностью пользуются солнечные батареи, получившие широкое распространение как в производстве, так и в быту.
Область применения
Очень эффективны они для санаторных комплексов, гостиниц, больниц, зданий, находящихся вдали от основных линий электропередач.
Можно сказать, что они нужны там, где есть потребность еще в одном источнике энергии и там, где есть возможность их установить. На данный момент солнечными батареями оснащают крыши зданий, домов, устанавливают их в пустынях и на поездах. Существую даже полностью автономные дома на солнечных батареях.
Что такое солнечная батарея?
Комплексы батарей выгоднее всего монтировать в тех точках планеты, где количество солнечных и ясных дней является преобладающим, в России это южные районы- Краснодарский край, Сочи и другие.
Если зимой там, где установлены комплексы батарей, достаточно безоблачных дней, они могут в значительной степени снизить нагрузку на коммунальные сети города и обеспечить часть зданий бесплатной энергией.
Виды солнечных батарей
Сейчас их классифицируют на 3 категории:
Тонкопленочные батареи
Этот комплекс батарей сделан из тонких натянутых плёнок. Они без труда монтируются в практически всех доступных местах.
Защищены от воздействия песка и пыли и способны функционировать в различных неблагоприятных условиях. При наличии облаков их КПД снижается примерно на двадцать процентов. Стоимость их небольшая, но они требуют наличия значительного пространства для своего размещения.
Монокристаллические батареи
Эти батареи создают множества ячеек, которые потом наполняют силиконом. Из-за хорошей гидроизоляции данные батареи применяются даже на судах.
Их можно размещать и на кровлях зданий. Если нет возможности установить их на солнечную сторону кровли, где конечно же отдача от них будет более высокой, то можно устанавливать и на теневой стороне. Нужно учитывать и тот момент, что рассеянный солнечный свет будет менее эффективен.
Монокристаллические батареи отличаются малым весом, компактны. Они достаточно гибкие, надёжны при эксплуатации и служат длительное время. Монтаж таких батарей не вызывает затруднений.
Поликристаллические солнечные батареи
В ячейках этих солнечных батарей расположены кристаллы, направленные в самые разные стороны.
Они знакомы очень многим благодаря иллюстрациям в журналах и в сети Интернет. Компании выпускают такие батареи в виде панелей синего цвета, которые очень эффектно и стильно смотрятся после установки. Стоят они немного дешевле и их можно устанавливать во многих местах. Ими можно освещать улицы городов, дома, учреждения. 
Почему именно солнечные батареи?
Может возникнуть вопрос – а почему именно солнечные батареи, а не какие-нибудь еще источники энергии?
Можно ли использовать солнечные батареи в частном секторе?
Насколько выгодно установить солнечные батареи своими руками для частного дома?
Необходимо вычислить, сколько солнечных дней обычно бывает там, где проживает потребитель. После этого нужно будет разделить стоимость оборудования на 25 лет и подсчитанные солнечные дни в году.
Тогда можно будет и вычислить, стоит ли устанавливать солнечные батареи для дома. Еще нужно будет рассчитать площадь необходимую для получения 1 Квт электричества в регионе вашего проживания.
Все эти данные предоставляют менеджера, продающие солнечные батареи. Кроме того, следует учесть период наибольшей солнечной активности.
Следующих вопрос, который нужно решить, а для каких целей нужно электричество от солнечных батарей. Обычно оно, нужно для:
Чтобы подавать горячую воду, можно установить солнечный коллектор.
Стоит он недорого, да и сделать его можно самостоятельно. Он способен функционировать осенью и зимой. В своих домах уже достаточно давно применяют для подогрева воды емкости, функционирующие от энергии Солнца
Освещение дома солнечными батареями также решаемая задача в настоящий момент.
Здесь важно учесть такой важный момент, как замена аккумуляторов батарей. Зная сколько стоят обычные аккумуляторы для машин, можно будет рассчитать и стоимость обслуживания аккумуляторов для солнечных батарей. Кроме того, необходимо регулярно очищать поверхности батарей от пыли. Сколько нужно солнечных батарей для дома, решать уже нужно исходя из площади дома и целей применения батарей.
Таким образом, комплект солнечных батарей для дома может стоить как достаточно недорого, так и обойтись в круглую сумму.
Установить солнечные батареи своими руками достаточно просто, вам лишь понадобиться присоединить батареи к контроллеру, который будет передавать заряд к аккумуляторам и с помощью инвертора передавать электроэнергию уже в ваш дом. Удачной электроэнергии!
Установка солнечных батарей: что нужно знать новичкам
Использование энергии солнца давно успешно применяется человечеством: от примитивного нагревания воды до супер современных солнечных электростанций и автономных зарядных устройств для гаджетов. Скоро зима, самое время попробовать воспользоваться альтернативным источником энергии и начать экономить! А снег? Спросите Вы. Так вот, устанавливать солнечные батареи для дома выгодно и эффективно именно зимой или ранней весной. Заинтригованы?
Дело в том, что ясные морозные дни способствуют увеличению коэффициента полезного действия солнечных элементов. К тому же, снег дополнительно отражает около 80 % солнечного света. Итак, при грамотной установке солнечных панелей, в снежное время года, они отдают максимальный ток. В таком случае можно обойтись минимальной мощностью. А с увеличением продолжительности светового дня, может случиться так, что этой мощности Вам достаточно.
Комбинированный подход
На случай, если в Вашем жилище комбинированное использование энергии. То есть, кроме альтернативного варианта, задействовано привычное топливо, например, газ, то впору задуматься о качественном учете расходуемого газа. Можно, конечно, воспользоваться услугами компаний, где осуществляется продажа счетчиков газа с магнитом. Однако, проще установить дополнительный модуль солнечных батарей и не только экономить на электроэнергии, но и использовать, и даже сохранять, энергию солнца совершенно бесплатно.
Солнечные батареи для дома: типичные ошибки новичков
При установке систем альтернативных источников энергии впервые, многие обращаются в компании по установке солнечных батарей. Если Вы новичок в этом вопросе, то прочтите, пожалуйста, статью до конца. И постарайтесь, научиться на чужих ошибках.
Ошибка первая: жадность
Самой распространенной ошибкой новичков при установке альтернативного источника энергии является желание заполучить систему определенной мощности. Ну, к примеру: чтобы хватило и на телевизор, и на холодильник и еще много на что. В этом случае, Вы заплатите не менее 150 тысяч рублей только за саму гелиосистему. Не забудьте прибавить оплату за монтаж. А прослужит такая установка не более года.
Оказывается, не стоит жадничать и торопиться. Так как система модульная, то без особых проблем можно добавлять солнечные батареи и аккумуляторы по мере необходимости и по мере роста Ваших потребностей, а не по желанию продавца. Нет никакой нужды одномоментно платить за солнечную систему максимально необходимой мощности.
Целесообразно купить солнечную батарею минимально-требуемой мощности в феврале или ранней весной. Опробовать и проверить систему на деле, набраться опыта по рациональному использованию. А уже осенью добавить необходимое количество модулей, увеличив площадь солнечных батарей (желательно эту возможность заранее предусмотреть!). Причем, выполнить работу по монтажу можно будет и самостоятельно. Тем более, что Вы уже видели как это делается. К слову, в осенне-зимний период возможны существенные скидки. Между прочим, солнечные батареи на 12 вольт легко помещаются на заднем сидении легкового автомобиля.
Ошибка вторая: неправильный выбор рабочего напряжения солнечной батареи
При установке солнечных батарей, следует грамотно подобрать рабочее напряжение и соответствующие аккумуляторы. Так, установив солнечные батареи на 24 или 48 вольт Вы испытаете ряд неудобств:
Ошибка третья: надежды на инверторы
Еще одна распространенная ошибка новичков, устанавливающих солнечные батареи для дома: запитать все через инвертор, то есть одна сеть с напряжением 220 вольт. Но поскольку кпд инверторов, в реальной жизни всего 75-80%, то лучше предусмотреть гибридную проводку: 12В и 220В. Кстати, ее можно запустить в одном кабеле. И теперь, все что может работать от 12В, пусть запитывается от 12В на здоровье (а это: освещение, телевизор, спутник и многое другое). Такое решение сократит потери энергии более чем на 30 %. Тем самым снизит мощность солнечных батарей и емкость АКБ.
И помните: включайте инвертор, только для работы с оборудованием, которому не подходит 12В. Однако, даже шуруповерт спокойно может работать от 12В.
Ошибка четвертая: выбор АКБ
Впервые устанавливая солнечные батареи для дома стоит остерегаться, когда Вам «впихивают» всевозможные модели аккумуляторов глубокого разряда. Таких не существует, за исключением щелочных, которые устанавливали раньше на тепловозы и электрокары. Особо следует отметить гелевые аккумуляторы. Мало того, что стоят они недешево, но с учетом следующих факторов, их не следует применять в принципе, а именно:
Устанавливая солнечные батареи для дома, используйте обычные недорогие, проверенные временем модели аккумуляторов. Подойдут даже б/у стартерные аккумуляторы, снятые с автомобиля. Такие устройства безотказно проработают еще лет 5-7. Поскольку здесь более комфортные условия, чем под капотом авто: нет перегрева (100 градусов в летний зной), огромных значений стартерных токов и вибрации. Благодаря статичности со дна аккумуляторов не поднимается шлам, нарушающий режим работы АКБ.
Ошибка пятая: неверная установка солнечных батарей
Солнечные батареи для дома будут работать эффективно, если грамотно и правильно их установить. Существует ряд нюансов, не соблюдая которые никогда не получится сэкономить на использовании альтернативной энергии:
Вместо заключения
Итак, решив установить солнечные батареи для дома и воспользоваться услугами соответствующих компаний, поинтересуйтесь у них информацией о выполненных проектах. Поверьте, у мало-мальски профессиональных организаций обязательно есть такие. Не соглашайтесь на отговорки: «Не удобно!», или «Нет под рукой…» Не поленитесь, свяжитесь с бывшими заказчиками и проанализируйте услышанное, а лучше увиденное. (Довольный клиент, как правило, легко делится хорошим результатом!). Помните, прежде чем расстаться с приличной суммой денег, стоит узнать как можно больше о тех, кому Вы ее планируете заплатить.
Процесс установки солнечных батарей
Установка солнечных батарей — отличная идея для тех, кто проживает в частном доме. Их можно использовать как альтернативный источник энергии в регионах, где имеются постоянные проблемы с электроснабжением. В странах и городах с теплым и мягким климатом они применяются постоянно. Один из лучших вариантов — поставить солнечные батареи на крышу, но есть и другие способы их монтажа.
Комплект, состоящий из нескольких панелей, инвертора, контроллера и устройства для нагрева воды называют домашней гелиосистемой. Все элементы вы можете купить либо у фирмы-производителя, либо приобрести их отдельно.
Сколько ячеек вам понадобится
Приблизительная стоимость
В Москве и Московской области стоимость фотоэлементной системы, состоящей из 20 панелей (250 Ватт) колеблется от 200 000 рублей и выше. Также при покупке нужно учитывать следующие нюансы и элементы:
Процесс монтажа занимает от 3 до 5 дней, а услуги профессиональных мастеров обойдутся 80-100 000 рублей. Установка солнечных батарей своими руками возможна, но без участия работника местных электросетей осуществлять ее нельзя. Если у вас есть определенные навыки в обращении с электрикой, с монтажом в своем доме, вы сможете справиться самостоятельно.
Итак, солнечные батареи для дома — дорогое приобретение. Следует помнить о том, что если речь идет о независимом электроснабжении, вам будут нужны аккумуляторы для накопления электроэнергии. В осеннее и зимнее время года происходит снижение эффективности работы установленной системы почти наполовину.
Еще одна вещь, которая может вам понадобиться — это солнечный трекер (или система слежения за Солнцем). Поскольку Солнце и Земля находятся в постоянном движении, лучи нашего светила попадают на панели в разной степенью интенсивности в то или иное время суток. Трекер «следит» за перемещением Солнца по небу и в нужное время поворачивает солнечные установки в его сторону. Это позволяет продуктивно расходовать потенциал всех модулей, увеличивая их производительность. Средняя стоимость трекера колеблется от 150 000 рублей и выше.
Получится ли сэкономить электроэнергию
Солнечная батарея, поставленная на крышу дома, обойдется владельцу в крупную денежную сумму. Вопрос о том, удастся ли сэкономить электроэнергию, возникает у людей сразу же после того, как они узнают приблизительные расценки на полноценную и качественную гелиосистему.
Можно предположить, что гелиосистема в 5 кВт обеспечивает электроэнергией и теплом частный дом, который находится в средних широтах. Она генерирует 4500 кВт в час энергии в течение 12 месяцев. Этого будет достаточно для обычной семьи в 3-4 человека.
С начала 2019 года стоимость одного киловатта возросла до 6 рублей. Исходя из этих расчетов, экономия электроэнергии в год составит приблизительно 15-20000 рублей. Полностью возместить расходы, потраченные на гелиосистему, удастся спустя 10-12 лет.
Выбор места установки
Почему чаще всего ставят солнечные батареи на крыше? Именно там есть шанс избежать затенения. Если на панели падает тень от другого дома или дерева, она не сможет нормально работать и быстро сломается, не оправдав своей стоимости. Солнечная крыша, не затененная дымоходной трубой или электрической вышкой — идеальное место для монтажа.
Время от времени, в зависимости от положения Солнца и погодных условий, гелиосистема оказывается в тени. Именно по этой причине в фотоэлементах высокого качества предусмотрен способ шунтирования с помощью диодов. Если один ряд ячеек оказывается в тени, в работу включается диод, и ток проходит по запасному пути. Это обеспечивает постоянную работу установки — так, чтобы в ней не возникало скачков напряжения.
Ориентация установки солнечных батарей должна быть направлена на Солнце. Движение нашего светила происходит по условной линии экватора. Мы живем в северном полушарии, поэтому панели, монтируемые на кровлю, должны быть обращены в южную сторону.
Географическое положение нашей широты влияет и на угол наклона, под которым нужно будет расположить солнечную батарею. В идеале величина угла наклона должна быть равна широте, а если мы находимся не на линии экватора, наклон надо будет корректировать в зависимости от сезона. Величина коррекции составляет 12 градусов. Летом угол увеличивается, а зимой — уменьшается.
Для того чтобы найти оптимальный угол наклона, можно воспользоваться данными из интернета. Там есть специальные онлайн-калькуляторы, с помощью которых вы сможете сделать все необходимые расчеты и получить нужную величину в градусах.
Солнечные батареи в частном доме должны находиться в доступном месте. Желательно, чтобы доступ к ним был возможен со всех сторон. Со временем вам придется регулярно чистить панели от пыли, грязи и снега. Поскольку на фотоэлементы нанесен защитный слой, сам процесс очистки не составить большого труда, но если доступ к гелиосистеме будет затруднен, могут возникнуть проблемы.
Способы установки
Установка солнечных панелей может быть проведена несколькими методами:
Этапы монтажа
Если вы решили поставить гелиосистему на крышу дома, вначале нужно установить на поверхность металлопрофиль, а потом прикрепить к нему фотоэлементы с помощью 6-8-миллиметровых болтов. При проведении монтажа нужно следить за тем, чтобы все части системы были прочно прикреплены друг к другу.
После того как монтаж солнечных батарей будет завершен, обязательно проверьте систему на прочность: она должна быть абсолютно неподвижной. Малейшая подвижность в результате огрехов при сборке может обернуться тем, что панели будут снесены порывом ветра.
Правильная установка солнечных батарей на крыше не только сэкономит место на участке рядом с домом, но и придаст поверхности привлекательный вид. При солнечном свете панели всегда будут красиво блестеть, а если за ними регулярно ухаживать, их можно будет поначалу принять за необычный элемент декора.
Штанги, на которые ставят элементы на земле, называются наземными фермами. Они продаются в разобранном состоянии и их легко доставить в нужное место. Как и при предыдущем варианте монтажа, вам будут нужны болты от 6 до 8 см, а также несколько ключей.
Собрать ферму можно самостоятельно, как простой конструктор. Как правило, в комплектацию фермы всегда входит схема ее сборки. Главное — заранее выбрать место, куда вы будете ставить каркас, чтобы к системе можно было подойти с нескольких сторон. После установки фермы останется только прикрепить к ней фотоэлементы.
Есть еще один нюанс, связанный с тем, как установить солнечные батареи на крышу. Между ее поверхностью и панелями обязательно должно остаться расстояние, для свободной циркуляции воздуха. Если его не будет, возникнут проблемы с теплоотведением, что в короткое время спровоцирует серьезную поломку всей гелиосистемы.
Другое дело, когда крыша дома уже покрыта шифером либо ондулином. Эти материалы имеют волнистую поверхность, которая сама по себе обеспечивает необходимые воздушные зазоры.
Где поставить инвертор
Инвертор, или преобразователь — важный элемент установки, поэтому для него сразу нужно выбрать подходящее место. Идеальный вариант — расположить его вблизи фотоэлементов, в чердачном помещении, чтобы он был надежно укрыт от осадков. Чем ближе инвертор находится к панелям, тем меньше будут потери тока и тем больше станет эффективность работы.
На хорошем инверторе есть дисплей, с помощью которого пользователь получает всю информацию о работе солнечной батареи. В скором времени появится возможность контроля работы любых установок через компьютеры.
Инвертор нужно выбирать, ориентируясь на вид фотоэлементов и тип проводки, оборудованной в помещении.
Солнечные батареи на крыше дома — эффективный альтернативный способ получения электроэнергии от Солнца. Перед их приобретением следует учесть много нюансов (от климатических особенностей в ваших широтах до месторасположения будущей установки). Если вам удастся купить все составляющие у проверенных производителей, в будущем солнечные панели обязательно окупят все затраты.
Учимся устанавливать солнечные батареи
Еще 50 лет назад, получение электроэнергии от Солнца относилось исключительно к космическим технологиям (как по сложности оборудования, таки и по его стоимости). Сегодня, установка солнечных батарей в индивидуальном порядке стала привычным делом. Панели можно встретить на крышах дачных домиков, на территории фермерских хозяйств, на опорах освещения.
Вопрос «пользоваться или не пользоваться», уже не рассматривается. Потенциальный владелец озабочен лишь расчетом стоимости, мощности и надежности оборудования. О том, какие бывают солнечные батареи, как их правильно выбрать, расскажем в нашем материале.
Принцип работы солнечной батареи
На самом деле, правильное название — фотоэлемент (то есть, фотобатарея). Но поскольку источником света является солнце, прижилось наименование «солнечная батарея».
Элемент представляет собой «бутерброд» и пластинок кремния, разделенных стандартным (для радиодеталей) переходом. Секрет в том, что кремниевые части имеют различный тип:
Такие комплекты применяются практически во всех радиодеталях, изготовленных из кремния.
Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света. Просто КПД настолько мизерный, что использовать их в качестве источника тока бессмысленно.
К слою кремния N-типа добавляется фосфор. В состоянии покоя такая смесь дает избыток электронов с естественным отрицательным зарядом.
P-тип «обогащен» бором, что создает дефицит отрицательных зарядов (так называемый эффект электроновых дыр).
Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод (для снятия электротока), а к P-слою — положительный.
Из законов физики мы знаем, что в P/N переходе присутствует электрической поле. Под воздействием на отрицательную панель солнечных фотонов, в переходе происходит интенсивное разделение отрицательных и положительных частиц. «Минусы» накапливаются в верхнем слое, а «плюсы» в нижнем. В результате, солнечный бутерброд превращается в обычную батарейку с накопленным зарядом. Если к электродам подключить потребителя энергии — возникает электроток.
Естественно, заряд в таком источнике моментально исчезает, но его тут же восстанавливает солнечный свет. Таким образом, пока фотобатарея интенсивно бомбардируется фотонами, мы имеем достаточно производительную мини электростанцию.
Современные батареи могут работать даже при отсутствии прямых солнечных лучей (например, при сплошной облачности). Естественно, интенсивность выработки электроэнергии при этом снижается. Но при отсутствии света (даже луна не способна «пробудить» батарею), процесс останавливается. Поэтому рассматривать фотопанели отдельно, как источник электроэнергии нельзя. Схема подключения солнечных батарей обязательно включает в себя буферное устройство: аккумулятор энергии.
Кроме того, вырабатываемый ток нестабилен, поэтому для организации энергоснабжения объекта требуется управляющий контроллер. Разумеется, если вы используете мобильную фотобатарею для подзарядки смартфона в многодневном походе, такие технологии не требуются. А для строительства индивидуальной электростанции требуется комплект периферийных устройств.
Типы солнечных батарей
Генераторы «чистой» энергии классифицируются по типу материала, из которого выполнены элементы:
Какие солнечные батареи лучше? Это чисто субъективный выбор. Простые расчеты показывают, что на сегодняшний день оптимальное соотношение цены качество у первых двух типов.
Преимущества и недостатки солнечной энергетики
Плюсы:
Минусы:
Правильный монтаж
Схема подключения солнечных панелей намного сложнее, чем централизованный ввод городской сети. Домашняя электростанция состоит минимум из четырех элементов.
Мы не рассматриваем примитивные системы освещения садовых дорожек на 12 вольт. Речь пойдет о полноценном энергоснабжении 220 вольт.
Самостоятельная установка
Зная, как подключить солнечную батарею к энергоснабжению вашего дома, вы сможете сэкономить на оплате труда монтажников. Самая сложная часть — установка комплекта солнечных батарей на крыше. Если высота дома не более 2 этажей, можно выполнять такую работу самостоятельно (с помощником). Крепление выполняется с учетом погодных условий и ветровой нагрузки вашего региона.
Закончив монтаж солнечных батарей, приступаем к подключению электрики. Все фото батареи заводятся на контроллер, который управляет зарядом аккумуляторов. От АКБ можно выполнить отвод для потребителей 12 В.
Затем подключаем инвертор, и заводим его на вводной электрощиток. Автономное энергоснабжение готово.
Типовая схема показывает взаимное положение элементов и порядок электрических соединений. При покупке оборудования, каждый элемент снабжается технической документацией, по которой производится сборка.