Какую солнечную батарею выбрать для дома: Подключение солнечных панелей, схемы соединения с инвертором и контроллером

Подключение солнечных панелей, схемы соединения с инвертором и контроллером

Монтаж солнечной электростанции может стоять до половины стоимости самого оборудования. Но, сделать это вполне можно и самостоятельно. Для этого не нужно иметь никакого специального оборудования, достаточно понимать схему соединения. Их несколько, выбирать нужно в зависимости от параметров тока и напряжения, которые необходимо получить. В этой статье мы разберем все варианты.

Комплект солнечной электростанции

Типичный комплект солнечной электростанции

Данное оборудование применяется в небольших гелиосистемах которые можно использовать для дома или для дачи. К обязательным компонентам относятся:

• Солнечные панели или батареи – могут быть монокристаллические и поликристаллические. Чем отличаются и какие выбрать читайте здесь.
• Инвертор – для чего он и как его выбрать читайте в этой статье.
• Коннекторы для солнечных батарей – предназначены для быстрого подключения провода к панелям. Если бюджет ограничен, можно использовать пайку, но данное соединение намного удобнее.
• Кабель, используется одножильный медный в двойной изоляции, стойкий к любым атмосферным воздействиям, сечение от 1.5 мм.

Опционный комплектующие, которые не обязательно должны быть в системе и устанавливаются при определенных задачах:

• Аккумуляторные батареи – существует несколько вариантов, какой выбрать описано здесь.
• Контроллер заряда аккумуляторов.
• Реверсный электросчетчик, устанавливается если вы хотите продавать электроэнергию. В некоторых странах существует так называемый “зеленый тариф”, который позволяет зарабатывать, делая это.

Важные характеристики батарей, которые нужно учитывать

• Номинальное напряжение панелей – 12В или 24В.
• Максимальное напряжение при пиковой мощности Vmp.
• Напряжение холостого хода Voc – напряжение, выдаваемое панелями без нагрузки (важно при выборе контроллера заряда аккумулятора).
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели в А.

Схемы подключения

Существуют 3 возможные схемы подключения солнечных панелей между собой, это: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение. Теперь о них подробнее.

Последовательное соединение

В данной схеме минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и тд. Что дает такое соединение – напряжение всех панелей будет приплюсовываться. Другими словами, если вы хотите получить, например сразу 220В, данная схема поможет это сделать. но используется она крайне редко.

Разберем на примере. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (это напряжение холостого хода) на выходе получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. при этом максимальная мощность тока, Imp, останется неизменной.

В данной схеме не рекомендуется использовать панели с разным значением Imp, поскольку эффективность системы будет низкая.

Параллельное соединение

К входам панелей подключаются клеммы одинакового знака, аналогично и к выходам. Удобнее всего это делать с помощью специальных Y коннекторов.

Эта схема позволяет, не поднимая напряжение панелей, увеличить ток. Разберем пример. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, напряжение холостого хода 22.48В, ток в точке максимальной мощности 5.42А. На выходе схемы номинальное напряжение и напряжение холостого хода остается без изменений, но максимальная мощность будет равна 5,42А*4=21,68А.

Последовательно-параллельное соединение

В данной схеме часть панелей соединяется последовательно, часть параллельно. Это дает возможность подобрать оптимальный режим работы электростанции путем регулирования номинальной мощности и силы тока на выходе. Разберем на примере все тех же 4х панелей с характеристиками:

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В.
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В.
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5. 42А.

Соединив 2 солнечные панели последовательно и 2 параллельно на выходе мы получим напряжение 24В, напряжение холостого хода 44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Это дает возможность получить сбалансированную систему и сэкономить на таком оборудовании как контроллера заряда аккумулятора, поскольку эму не нужно будет выдерживать большое напряжение в пике работы. Так же схема дает возможность использовать панели разной мощности, например 2 по 12В, преобразовать в 24В. Наиболее удобный вариант сети для дома.

Как подключить солнечную панель к контроллеру заряда

Это оборудование применяется в системе с аккумуляторами для контроля их уровня зарядки. То есть, сбрасывает излишки электроэнергии на них и предотвращает накопление в случаи полного заряда.  Так же дает возможность подключения приборов с низким номинальным напряжением – 12В, 24В, 48В и тд. (в зависимости от того как соединены панели).

Подключение производится следующим образом. Контроллер имеет 3 пары контактов на панели (это стандартный вариант, есть варианты с другим количеством клемм, тогда нужно изучать инструкцию производителя к этому оборудованию):

• 1 пара контактов – подключается сеть панелей.
• 2 пара – подключаются аккумуляторы.
• 3 пара – подключается источник и низким уровнем потребления.

Сначала рекомендуется подключить аккумуляторные батареи что бы проверить оборудование. Затем сами панели, после уже потребитель, если он предусмотрен в схеме.

Схема подключения, которая была в документации к контроллеру. Все достаточно просто и понятно.

Важно. Необходимо соблюдать полярность всей системы, иначе она не будет работать, возможно выйдет из строя сам контроллер. Если вы будете подключать систему к сети, это особенно важно, иначе замыкание выведет из строя все оборудование.

Видео обзор подключения

Подключение к аккумулятору

Как уже писалось выше, аккумуляторные батареи подключаются к контроллеру, который будет контролировать их заряд. С другой стороны они подключаются к инвертору, который преобразует  12В, 24В, 48В  в 220В для использования потребителями. Важно так же соблюдать полярность всей схемы и использовать большее сечение провода, рекомендовано в этой части системы сечение 3 мм. Подключать аккумуляторы можно и напрямую к панелям, без использования контроллера. Однако это делать не желательно по нескольким причинам, самой важной из которых является “перегрев батарей”, то есть избыточная бесконтрольная зарядка, которая снизит их срок эксплуатации.

Подключение к инвертору

Данный прибор преобразовывает напряжение, вырабатываемое панелями или отдаваемое аккумуляторными батареями в 220В, после чего его можно использовать в бытовых целях. Есть инверторы, выдающие 380В, однако такие системы в домашних условиях используются крайне редко.

Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

• Напряжение может быть 12В, 24В и 48В, как правило больше не бывает, и завист оно от собранной вами схемы панелей.
• Общая мощность рассчитывается от количества панелей и мощности каждой из них. Пример, у вас 10 шт батарей по 280Вт, суммарно это 2.8кВт. Нужен незначительный запас, то есть инвертор берем минимум на 3кВт, если планируете увеличивать объем панелей в будущем, можно сразу взять более мощное оборудование.

Больше про это оборудование, а так же сложные схемы его подключения вы можете найти здесь https://vremya-stroiki.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej-kak-pravilno-vybrat/.

Полезное видео про инверторы

Как выбрать солнечную батарею для дома

Сегодня мы поговорим про то, как выбрать солнечную батарею для дома и получать бесплатную солнечную электроэнергию.

Источники энергии

Источники энергии, берущиеся из окружающей среды, становятся все более актуальными.

Вода, ветер и солнце являются практически бесконечными источниками, способными обеспечить практически неиссякаемой энергией. Остается только преобразовать ее в электроэнергию.

Причем эти источники доступны не только в промышленных масштабах, ими может воспользоваться и простой обыватель.

Самым оптимальным для владельца дома или дачи является использование солнечной энергии.

Ведь реки есть не везде, существуют и районы, где ветра не так уж и много, а вот дневной свет способен обеспечить электроэнергией практически в любом месте земного шара.

Конечно, полностью обеспечить электроэнергией все приборы в доме за счет энергии солнца удастся не всегда, но часть их – вполне возможно.

Количество вырабатываемой электроэнергии зависит от многих факторов: площади солнечных панелей, материала их изготовления, особенностей дополнительного оборудования, погодных условий.

Конструкция солнечной панели

Вначале разберемся с самими солнечными панелями. Эти панели представляют собой модуль, который и производит преобразование солнечной энергии в электрическую.

Читайте также:

Они выполнены в виде прямоугольников с небольшой толщиной. Это позволяет монтировать их на любую прямую поверхность – стены дома, крыша.

Конструкция классических модулей, которые сейчас являются самыми распространенными, такова: имеется остов модуля, сделанный из анодированного алюминиевого профиля.

Внутри этого остова располагаются ячейки с полупроводниковыми пластинами, состоящими из кристаллического кремния. Все ячейки соединены между собой проводкой.

С фронтальной стороны для предотвращения повреждения ячеек их прикрывает закаленное стекло.

Сверху этого стекла, а также с тыльной стороны нанесена ламинирующая пленка, которая делает модуль герметичным, и предотвращает проникновение влаги внутрь.

Выработанная каждой ячейкой электроэнергия по проводам передается на распределительную диодную коробку, от которой она уже идет дальше.

Стандартным считается модуль с 36 ячейками, каждая из которых вырабатывает 0,5 В. Выпускаются также модули на 72 ячейки, которые обеспечивают на выходе из диодной коробки 24 В.

Виды солнечных панелей

Что касается ячеек, то они бывают двух типов – монокристаллические и поликристаллические. Отличаются они по материалу изготовления, форме, эффективности преобразования энергии.

В монокристаллических ячейках при создании используются однородные по структуре кристаллы кремния.

У второго же типа ячеек применяются кристаллы кремния с разной структурой.

Структура кристаллов влияет на общую эффективность преобразования энергии.

У монокристаллических она выше, поэтому модуль с такими ячейками способен обеспечить выработку энергии по количеству одинаковую с поликристаллическим модулем, но при значительно меньших размерах самой панели. Но и стоимость монокристаллических панелей выше.

По внешнему виду эти модули различить легко. У монокристаллических панелей углы ячеек закруглены.

Читайте также:

Ячейки поликристаллического модуля имеет прямоугольную форму.

Недавно появились модули, ячейки которых выполнены из аморфного или микроморфного кремния.

Такие модули не имеют каркаса, и сделаны они в виде пленки, которая наклеивается на поверхность. Следует отметить, что такие модули являются самыми дешевыми из-за меньшего расхода кремния.

Остальные элементы системы

Но одних панелей недостаточно. Выработанная ими энергия должна быть правильно перераспределена. За это отвечает контроллер. Вся выработанная панелями энергия поступает на него.

Также следует отметить, что панели вырабатывают постоянный ток невысокого напряжения, как уже отмечено одна панель может обеспечить 18 или 24 В. А большинство домашних электроприборов работают от сети 220 В и с переменным током.

Поэтому, чтобы была возможность использовать выработанную панелями электроэнергию, потребуется инвертор, который и будет преобразовывать ее.

Если солнечные панели рассчитаны на использование в качестве автономной системы для обеспечения электроэнергии, то потребуются накопители энергии, ведь в темное время суток панели энергию вырабатывать не будут.

Такими накопителями являются аккумуляторы.

Выбор панелей

Далее рассмотрим, на что следует обращать внимание при выборе солнечных панелей и остального оборудования, которое нужно, чтобы вся система функционировала.

Вначале следует определиться с тем, какая суммарная мощность электроэнергии должно быть выработано панелями. Для этого высчитывается среднесуточное потребление энергии.

Затем определяется, какую мощность обеспечивает одна панель за световой день.

Далее просто определяется, сколько панелей потребуется для выработки энергии, которая потребляется за сутки. Это в случае полного перехода на автономное энергообеспечение.

Исходя из этого уже и выбираются модули. Если площади для их установки не так уж и много, то лучше будет приобрести монокристаллические модули.

Они хоть и дороже, но площадь каждой панели меньше, чем поликристаллической, и срок службы ее больше.

Панели лучше приобретать известных производителей, на которые они дают длительный срок гарантии.

Читайте также:

Контроллеры

Перейдем к контроллерам заряда. Через них проходит выработанная энергия и подается на аккумуляторы.

Сейчас производятся два типа контроллеров – широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) и слежения за точкой максимальной мощности (МРРТ-контроллер).

ШИМ-контроллеры более простые и доступные.

Однако при их использовании теряется до 30 % выработанной панелями энергии.

МРРТ-контроллер же способен произвести 100% выработку энергии, но и стоимость его значительно выше.

К примеру, выходная мощность панелей составляет 2 кВт. При использовании ШИМ-контроллера из-за потерь выработки конечная мощность составит 1400-1600 Вт. А вот МРРТ-контроллер способен обработать все 2 кВт мощности.

Поэтому рекомендуется при установке панелей с выходной мощностью свыше 1 кВт использовать МРРТ-контроллер.

Что касается мощностных показателей, то подбирается контроллер по мощности, которую он способен обработать.

АКБ

Что касается аккумуляторов, то самыми доступными сейчас являются кислотные. Основным параметром при подборе является емкость, чем она больше у АКБ, тем лучше.

Есть определенные формулы расчета емкости АКБ, по которым определяется, какой она должна быть, чтобы запитать все необходимые электроприборы.

Если данная система не будет использоваться автономно, без накопления энергии и направлена только на экономию, то установка контроллера и аккумуляторов не нужна.

В такой системе выработанная энергия поступает сразу на инвертор, и далее уже расходуется потребителями.

Инвертор

Инверторы выпускаются трех типов – автономные, сетевые и комбинированные.

Автономные инверторы используются при полном переходе на использование солнечной энергии, где производится накопление энергии в АКБ и одновременный ее расход.

Сетевой инвертор используется в системах, в которых не производится накопление энергии. Поступающую на него электроэнергию от панелей он сразу преобразовывает и запитывает потребители. Подключается он к общей сети дома.

Комбинированные инверторы могут работать и как автономный, и как сетевой, причем с выбором приоритета источника энергии.

Основным параметром инвертора при выборе является его мощность.

Для правильного определения его мощности подсчитывается мощность всех электроприборов, которые могут быть включены одновременно и добавляется к суммарной мощности еще

20%. Это позволит предотвратить работу инвертора на предельных нагрузках.

При использовании сетевого инвертора мощность его подбирается по выходной мощности солнечных панелей, поскольку он с ними будет взаимодействовать напрямую.

Придерживаясь данных рекомендаций, вы сможете правильно подобрать солнечную батарею для своего дома. А установку солнечных панелей все же доверить специалистам.

Батареи солнечного отопления дома: эффективность, расчет, установка

Идея использовать солнечную энергию для отопления дома или на другие нужды — не нова, разработаны устройства, которые позволяют это сделать любому человеку.

Во многих странах, солнечные батареи на крыше скорее правило, чем исключение. Наша страна, к ним пока не относится, но и у нас уже подобные установки можно увидеть все чаще. Солнечные системы для дома могут быть двух видов. Первый — солнечные коллекторы, которые нагревают протекающий в них теплоноситель. Второй — солнечные батареи, которые вырабатывают электричество. О них и будем говорить ниже.

Солнечные батареи преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Батарея состоит из некоторого количества фотоэлектрических преобразователей, которые чаще называют фотоэлементами. Количество преобразователей в батарее произвольное, соединение последовательно-параллельное. Чем определяется количество фотоэлементов? Необходимой силой тока и напряжением. Располагают преобразователи на какой-либо плоской поверхности один возле другого. Из-за внешнего вида такие конструкции часто называют «солнечные панели».

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах — обычное явление

Слишком большие по площади солнечные батареи в быту использовать неудобно, а если не хватает мощности самой большой, несколько устройств соединяют в каскад. Если мощность требуется большая, может понадобиться значительная площадь: может быть занята вся крыша, иногда стены дома и часть придомовой территории. Потому чаще применяют солнечные батареи для частного дома: там есть где разместить и большое их количество. Владельцы квартир могут занять только окна и балконы.

Возможности использования

Как можно использовать солнечные батареи для отопления дома? Только для уменьшения счетов за электроэнергию, а также в качестве резервного источника на случай отключения. Это поможет добиться той самой энергонезависимости, и не заморозить систему отопления при отсутствии централизованного электропитания.

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

Насколько реально солнечная батарея может обеспечит потребности в электричестве? Если говорить о водяном отоплении, то это реально: для поддержания работоспособности системы потребуется максимум 200-300 Вт/ч. Столько в среднем «тянут» электроника котла + циркуляционный насос + возможные управляющие устройства и контролеры. Если система у вас больше, возьмите паспорта и посчитайте необходимую мощность. Для 300 Вт/ч будет достаточно двух солнечных панелей средней мощности (их суммарная производительность должна немного превышать потребность).

И не нужно думать, что при отсутствии солнца электричества не будет. В систему входят обязательно аккумуляторы и инвертор. Правильно подберите мощность аккумуляторов, и их заряда даже при самых плохих погодных условиях вам хватит на несколько дней работы системы.

Кстати, многие европейские производители отопительного оборудования предусматривают совместную работу своей техники с солнечными преобразователями (например, газовые котлы Baxi и Ariston). Но работают они с гелиоколлекторами (греют воду) или с солнечными батареями, нужно смотреть по каждому виду оборудования.

Для полного обеспечения электроэнергией одной крыши будет недостаточно

Если подогрев пола у вас электрический, все серьезнее. Мощность большинства таких обогревателей исчисляется киловаттами. Для выработки такого количества энергии потребуется много панелей для переработки энергии солнца. Устройство системы солнечных батарей для отопления частного дома электрическими полами, может вылиться в очень приличную сумму. Но система хороша тем, что ее мощность можно наращивать постепенно. Будете по возможности увеличивать количество панелей и количество вырабатываемого электричества.

При желании можно сэкономить: собрать солнечные панели самостоятельно. Такие самодельные варианты обойдутся в разы дешевле заводских. И это притом, что покупать фотопреобразователи придется готовые: их изготовление в кустарных условиях — нереальная задача. Поэтому — только готовые. Эффективность самодельных солнечных панелей будет ниже заводских, но и цена в разы ниже.

Расчет солнечных батарей для дома

Инсоляция (количество солнечной энергии) в разные месяцы сильно изменяется. Потому сначала нужно определиться с тем, какую часть электроэнергии и на какой период вы собираетесь вырабатывать. Если вы хотите все 100% в любое время года вырабатывать самостоятельно, считать придется по самому плохому месяцу с минимальным количеством солнечных дней. Но тогда возникнет вопрос: что делать с избыточным количеством электроэнергии, которая будет вырабатываться в другие месяца.  Если проживание планируется только в огородный сезон, считаете по самой низкой инсоляции в этот период. В общем, принцип понятен.

Лучше всего с выработкой электроэнергии от солнца дело обстоит на юге

Затем необходимо рассчитать какую суммарную мощность должна выдавать ваша солнечная система для дома. Для этого в таблицу вписываете все электроприборы, и из их паспортов вносите данные по мощности, потребляемому току и ваттную нагрузку. Подбив колонки, узнаете, сколько электроэнергии в час нужно всей вашей аппаратура и приборам. Понятно, что все они вряд ли включаются одновременно. Можете попытаться высчитать, какие из них работают одновременно, и по этой цифре подбирать солнечные панели.

Как считать количество солнечных батарей разберем на примере. Пусть потребность в электроэнергии 10 кВт/ч, инсоляция в расчетном месяце 2 кВт/ч. Мощность батареи, которую собрались покупать, 250 Вт (0,25 кВт). Теперь считаем 10 / 2 / 0,25 = 20 шт. То есть понадобится 20 солнечных панелей.

Для уменьшения потребления электроэнергии нужно заменить все лампы накаливания на светодиодные, а всю старую неэкономную технику на энергосберегающую — тогда вам понадобится не такое уже и большое количество солнечных панелей.

Виды солнечных батарей

Фотоэлектрические преобразователи существуют разные. Причем отличается и материал, из которого они изготавливаются, и технологии. От всех этих факторов напрямую зависит производительность этих преобразователей. Некоторые фотоэлементы имеют КПД 5-7 %, а самые удачные последние разработки показывают 44 % и выше. Понятно, что от разработок до бытового использования расстояние огромное, и по времени, и по деньгам. Зато можно представить, что ждет нас в ближайшем будущем. Для получения лучших характеристик используют другие редкоземельные металлы, но с улучшением характеристик имеем приличное повышение цены. Средняя же производительность относительно недорогих солнечных преобразователей составляет 20-25 %.

Самое широкое распространение получили солнечные модули из кремния

Самые распространенные кремниевые солнечные батареи. Этот полупроводник недорог, его производство освоено давно. Но они имеют не самый высокий КПД — те самые 20-25%. Потому при всем разнообразии сегодня преимущественно используются три вида солнечных преобразователей:

• Самые дешевые — тонкопленочные батареи. Они представляют собой тонкий налет кремния на несущем материале. Кремниевый слой покрыт защитной пленкой. Плюс этих элементов в том, что работают они даже в рассеянном свете, а, следовательно, есть возможность устанавливать их даже на стены зданий. Минусы — низкая эффективность 7-10%, а также, несмотря на защитный слой, постепенная деградация кремниевого слоя. Тем не менее заняв большую площадь, можно получить электричество даже в пасмурную погоду.
• Поликристаллические солнечные батареи изготавливают из расплава кремния, медленно его охлаждая. Отличить эти элементы можно по ярко-синему цвету. Эти солнечные батареи имеют лучшую продуктивность: КПД 17-20%, но в рассеянном свете малоэффективны.
• Самые дорогие из всей троицы, но при этом довольно широко распространенные — монокристаллические солнечные батареи. Они получаются путем разделения одного кристалла кремния на пластины и имеют характерную геометрию со скощенными углами. У этих элементов КПД от 20% до 25%.

Теперь, видя надписи «солнечная панель моно» или «поликристаллическая солнечная батарея», вы будете понимать, что речь идет о способе производства кремниевых кристаллов. Также вы будете знать, какой эффективности от них можно ожидать.

Батарея с монокристаллическими преобразователями

Эффективность солнечных батарей зимой

Вы, наверное, удивитесь, но зимним днем на вертикальную поверхность падает всего в 1,5-2 раза меньше энергии, чем летом. Это данные для средней полосы России. За сутки картина хуже: за этот период летом получаем в 4 раза больше энергии. Но обратите внимание: на вертикальную поверхность. То есть на стену. Если говорить о горизонтальной поверхности, тут разница уже в 15 раз.

Самая печальная картина по выработке электроэнергии солнечными батареями ожидает вас не зимой, а осенью: в пасмурную погоду их эффективность ниже в 20-40 раз, в зависимости от плотности облачного покрова. Зимой же, после того выпал снег, инсоляция (количество света, падающего на батареи) в солнечные дни может приближаться к летним значениям. Потому зимой солнечные системы для дома вырабатывают больше электроэнергии, чем осенью.

Получается, чтобы зимой добиться близкой к максимальной эффективности, нужно располагать солнечные батареи вертикально или почти вертикально. И, если их вешать на стены, то желательно на юго-восточные: утром по статистике чаще бывает ясная погода. Если юго-восточной стены нет, или ничего на ней установить невозможно, выйти из положения можно сделав специальные подставки. Тогда  ставят солнечные батареи на крыше. Так как угол падения солнечных лучей в зависимости от сезона меняется, желательно сделать подставку с регулируемым углом наклона. Есть возможность — разверните солнечные панели «лицом» на юго-восток, нет такой возможности, пусть «смотрят» на юг.

Одна из систем монтажа

Правила установки

Эффективность работы кремниевых солнечных батарей зависит от количества попадающей на них энергии солнца (всего спектра излучения). Факторы, на которые мы можем каким-то образом повлиять, это:

• Затененность. Желательно, чтобы на протяжении светового дня на панель не падала тень. Потому выбирайте место, где не растут высокие деревья, нет тени от зданий или линий электропередач. Даже небольшой участок тени, попавший на поверхность, значительно снизит выработку электроэнергии. КПД установки будет равно самой низкой производительности среди всех фотоэлементов в панели. Потому даже один листок или след от птичьего помета сильно снижает выработку электроэнергии всей панели целиком.
• Ориентация. Если есть возможность изменять положение, летом выставляйте из «лицом» на юг, зимой — на юго-восток. Это возможно, если панель поставлена на плоской крыше или на земле.
• Угол наклона. Если местом установки солнечной батареи выбрана скатная крыша, а ее угол наклона далек от идеального, требуется изготовить специальные рамы, с помощью которых можно корректировать положение батарей. В идеале рамы должны иметь возможность изменять этот угол наклона. Изменять каждый день или час никто положение не будет, но раз в сезон поправить его можно.

  Один из вариантов установки. В морозный, но солнечный день, при наличии снега выработка тока будет приличной

На работоспособность многих типов преобразователей влияют температурные показатели: диапазон использования кремниевых элементов от -40 ^oC до +50 ^oC. Негативно на работоспособности сказываются как более низкие, так и более высокие температуры. Если летом у вас солнце активное, важно не допустить перегрева. Для этого под панель можно положить белую ткань или фольгу (более эффективно). Если это не помогает и панель перегревается, поверните ее, или перевесьте. Нужно будет выбрать такое положение, при котором будет соблюдаться тепловой режим, а производительность останется довольно высокой.

Максимальную свою продуктивность эти устройства показывают, если солнечные лучи падают под углом 90^o. К сожалению, такое возможно далеко не весь день, а лишь короткий промежуток времени. Есть специальные системы слежения, изменяющие угол наклона панели так, чтобы свет падал постоянно под желаемым углом, но это дорогие установки.

И все же, можно найти оптимальный угол установки солнечных батарей. Просто при незначительном отклонении от идеала (менее 50^o) производительность падает мало, примерно на 5 %. Фактическое подтверждение этому можете увидеть в видео.

Для каждого региона угол установки солнечных батарей свой. Его можно определить экспериментально (как — вы видели), а можно выставить исходя из географической широты — этот наклон принято считать самым лучшим. Многое зависит от ориентации панели: если вы развернули ее на север или восток, оптимальный угол будет меньше.

Солнечные батареи на крыше

Прежде всего, нужно выяснить, выдержит ли кровля дополнительную нагрузку. Один-два модуля выдержит любая, а для большего количества придется считать.

Для надежной фиксации они должны крепиться как минимум в четырех точках. Причем, если вы монтируете панели заводского изготовления, не поленитесь изучить инструкцию по установке: при нарушении хотя бы одного из пунктов, оборудование снимается с гарантии. В большинстве случаев требования такие:

• Крепятся солнечные батареи на расстоянии 5-15 см выше кровельного материала. Этот зазор необходим для проветривания (для поддержания температурного режима).

  Устанавливать солнечную батарею нужно на расстоянии 5-15 см от кровельного материала на специальных направляющих

• Для закрепления использовать только имеющиеся в корпусе отверстия. Дополнительные сверлить нельзя.
• Рама, на которой закреплены фотоэлементы, рассчитана на вертикальную или горизонтальную установку (указано в паспорте), и в другом положении ее крепить нельзя.

  Если рекомендована вертикальная установка, горизонтально ставить панель нельзя

Системы крепления солнечных панелей могут быть разными. Есть готовые (продаются там же, где и сами панели), но вполне можно использовать и сделанные собственноручно. Важно только использовать надежные, стойкие к коррозии материалы. Толщина реек и крепежа должна быть большой: выдерживать должны они и ветровые нагрузки, и массу панелей с самым толстым снежным покровом.

Один из методов крепления солнечных батарей на крыше частного дома можно увидеть в видео.

Теперь немного об электрической сборке. Схема подключения солнечной батареи, кроме самих преобразователей, предусматривает наличие:

• контроллера заряда с подключенными аккумуляторными батареями;
• преобразователя (инвертора), который преобразует постоянный ток в переменный;
• предохранителей для защиты от короткого замыкания (повысят безопасность и вашу и системы).

Контроллер и преобразователь имеют ограничения по току и напряжению. Суммарные параметры подключаемой для вашего дома солнечной системы не должны их превышать. Для электрического соединения батарей в единую систему, использовать нужно только те провода, которые выведены наружу.

Принципиальная схема подключения гелиобатарей

Для соединения панелей применяют медный проводник в стойкой к ультрафиолету изоляции. Если провода в подходящей изоляции не нашли, спрячьте его в гофрированный шланг для наружных работ. Толщина жил провода зависит от предполагаемой силы тока в системе и от длины линии, но минимальное сечение 4 мм². Соединение проводников желательно делать при помощи коннекторов, а не на скрутках. Рекомендуют МС4 потому что проводники, выходящие из большинства солнечных батарей, оконечены именно такими разъемами. Эти разъемы хороши тем, что обеспечивают герметичное соединение, что на крышах немаловажно. Но не все фирмы устанавливают разъемы этого стандарта. В дешевых моделях (особенно китайских) может стоять что-либо иное, так что уточняйте при покупке.

Это схематическое изображение подключения

Теперь о последовательности подключения оборудования в систему. Для безопасного подключения соблюдайте очередность такую:

1. К контроллеру подключаются аккумуляторы с соблюдением полярности. Провода — медь, сечение выбирается в зависимости от мощности контроллера.
2. К контроллеру подключаются солнечные батареи. Также необходимо соблюдать полярность.
3. К контроллеру через предохранитель подключается 12 В потребители.
4. К аккумуляторам подключается инвертор (через предохранитель), а к его выходу уже потребители 220 В. Подключение инвертора напрямую к контроллеру исключено: придется покупать новые устройства. А это приблизительно 600-1000$ в зависимости от фирмы и мощности.

Не пренебрегайте последовательностью подключения — это наиболее безопасный алгоритм, гарантирующий (при соблюдении полярности) рабочее состояние системы.

Напоследок, еще один вариант установки на крыше дачи с регулируемым углом наклона. Возможно, вам видео будет полезным.

Солнечные батареи для дома и полная автономия: как правильно подобрать комплект для домашней СЭС

Поскольку тема материала не позволила вложиться в одну статью даже с большим количеством текста, было принято решение разбить ее на разделы, которые упростят ознакомление с ней. Итак, этапы проектирования автономной домашней солнечной электростанции можно условно разделить на следующие пункты:

 

Угол наклона солнечных панелей. Определяем потенциал Солнца (местная инсоляция) и требуемую производительность

 

Оборудование для солнечной электростанции. Как выбрать инвертор, аккумулятор, контроллер и панели

Автономную систему энергоснабжения для дома, работающую за счет солнечных батарей, вполне можно собрать и своими руками. На первый взгляд выглядит все просто, поскольку в большинстве случаев в число обязательных компонентов для комплектации частной солнечной электростанции (СЭС) входят следующие:

1. Панели фотоэлектрического типа;
2. Аккумуляторы;
3. Контроллер;
4. Инвертор.

Несмотря на это, необходимо учитывать то, что для создания единой системы простейшего соединения всех элементов будет недостаточно. Нужно, чтобы компоненты были тщательно подобраны и сочетались друг с другом. В противном случае расходы попросту не окупятся, т.к. потенциал окажется ниже ожидаемого. Кроме того, заметно возрастет вероятность поломки самого ненадежного из всего оборудования, что приведет к выходу из строя целой системы.

Обязательным требованием является определение количества энергии, которую должна будет вырабатывать автономная система. Чтобы получить нужное значение, необходимо высчитать показатель пиковой мгновенной мощности, а также произвести расчеты возможного максимального и среднего суточного расхода энергии.

В первом случае для определения требующейся величины следует путем сложения высчитать общую мощность, которая возможна в той ситуации, когда электроэнергию получает наибольшее число потребителей. Чтобы узнать показатель суточного энергопотребления, нужно учесть ряд важных моментов. В частности, огромное значение имеет то, в каком именно режиме будет работать система.

Подробнее о режимах автономного электроснабжения от солнечных панелей

Начнем с того, что энергоснабжение бывает:

1. Полным;
2. Комфортным;
3. Базовым;
4. Умеренным;
5. Аварийным.

Ниже мы расскажем о каждом из этих типов более детально.

Если планируется использовать электрическую энергию, которая вырабатывается исключительно солнечными батареями и не поставляется из традиционной электросети, то такая схема относится к полному электроснабжению. Если вы желаете полностью перейти на него, тогда потребуется создание системы, которая сможет ежемесячно производить более 600 кВт*ч и продолжительное время работать на мощности не менее 5 кВт. При этом среднее суточное энергопотребление составит порядка 10-20 кВт*ч при допустимом максимуме примерно в 50 кВт*ч.

Что касается комфортного энергоснабжения, то оно отличается от предыдущего режима лишь за счет того, что предполагается отказ потребителя от использования определенных видов техники: электроплит, нагревателей воды, конвекторов и т.д. При этом допускается питание от сети приборов, мощность которых составляет менее 2 кВт. К ним следует отнести стиральную машину, микроволновую печь, утюг, компьютер и т.д. Если каждый день будет расходоваться до 8 кВт, то ежемесячная потребность в электроэнергии составит не более 250 кВт*ч. При этом придется учесть то, что суточное пиковое потребление должно быть менее 15 кВт*ч, а мгновенная потребляемая мощность – менее 5 кВт.

Говоря о базовом электроснабжении от солнечных панелей, необходимо отметить, что оно способно значительно повлиять на образ жизни человека. Это объясняется тем, что владельцу автономной системы придется всегда брать во внимание нагрузку, которой подвергается его домашняя электростанция, и в зависимости от нее включать те или иные приборы. В подобных условиях многие люди стремятся сэкономить. К примеру, пользуются техникой только в тех случаях, когда без нее попросту не обойтись.

Несмотря на определенные ограничения, такое проживание с легкостью можно сделать комфортным. С небольшой частной СЭС человек сохраняет за собой возможность пользоваться почти всеми электроприборами. Если отдельные виды техники потребляют слишком много энергии, то их включение должно производиться только в хорошую погоду. Теперь о расходах. Итак, максимальный показатель потребляемой мощности – 1 кВт, пиковое потребление – менее 2,5 кВт*ч, значит, в месяц траты составят около сотни кВт*ч. Как несложно посчитать, ежедневно будет расходоваться 3-4 кВт*ч.

Читайте также: Сколько денег может приносить домашняя солнечная электростанция на 30 кВт в летние месяцы

Умеренное электроснабжение подойдет пользователям, которые готовы на определенные изменения в своем жизненном укладе при условии, что он останется комфортным. В данном случае не придется отказываться от многочисленных благ цивилизации, исключив лишь использование электрочайника и, например, электроподогрева напольного покрытия, а также установив ограничения на всевозможные бойлеры. Также появится зависимость от погоды и времени суток. Номинальная мощность для такой мини-СЭС составит порядка 3-5 кВт.

К примеру, включать приборы, потребляющие достаточно большой объем электрической энергии, следует при хорошей освещенности. Это требуется для того, чтобы у аккумуляторов было время зарядиться от фотоэлектрических модулей. Таким образом, стирать вещи, утюжить их или пользоваться электроинструментами вам придётся в те дни, когда этому будут способствовать погодные условия. Рассчитывая приблизительный ежемесячный расход энергии, нужно заметить, что определенное влияние на него оказывается двумя мощностями (мгновенной потребляемой и пиковой). Если первая составит 3-3,5 кВт, а вторая – 5 кВт, то за 30 дней на нужды потребителя уйдет примерно 150 кВт*ч.

Режим, названный аварийным, считается самым «жестким» из всех. Человек, сделавший свой выбор в его пользу, будет вынужден сильно ограничить потребление электроэнергии. При этом учитывается, что продолжительность автономной работы системы составит всего несколько дней. Данный режим подходит для тех случаев, когда любой другой способ получения электрической энергии недоступен. Разумеется, условия получаются не самыми комфортными, но это лучше, чем ничего.

В подобной ситуации допустимо использование только тех приборов, которые вам жизненно необходимы. Стиральная машина, утюг, чайник и телевизор станут временно ненужными. В зимние месяцы придется отключить холодильник. Отказывая себе практически во всем, ежемесячно вы будете тратить не более 60 кВт*ч, если мгновенная потребляемая мощность составит не более 600 Вт, а пиковое потребление – 1,5 кВт. В среднем ежесуточно будет уходить примерно 2 кВт/ч. Максимум можно расходовать в 3 раза больше.

В каждом из перечисленных выше случаев точные показатели для подбора комплекта для домашней солнечной электростанции необходимо высчитывать самостоятельно, учитывая имеющиеся у вас значения.

В следующем разделе рассказывается, как определить возможности Солнца (местная инсоляция), рассчитать оптимальный угол наклона и подобрать номинальную мощность панелей, которые обеспечат необходимый объем электроэнергии.

Читайте также: Цена энергии, выработанной солнечными батареями, продолжает стремительно падать

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

обзор комплектов для отопления частного дома

В современных условиях вопрос об экономном ведении хозяйства более чем актуален, что напрямую связано с постоянным удорожанием привычных энергоносителей, периодическими экономическими кризисными явлениями и нарушением экологического равновесия на нашей планете. Переход на альтернативные источники, например, солнечные водонагреватели, воздушно солнечное отопление, — это способ экономии и забота о будущих поколениях.

Расчёт солнечных батарей для отопления дома

Сегодня для монтажа соответствующего оборудования можно воспользоваться услугами профессионалов или установить воздушное солнечное отопление своими руками. Второй вариант экономически выгоднее в 4 раза, поскольку цена — это немаловажный фактор для принятия решений, последствия которого будут давать результат на протяжении многих лет.

Усовершенствование существующих ранее технологий играет непосредственную роль в процессе интегрирования в современную систему хозяйствования альтернативных источников обогрева жилых и промышленных помещений.

Оборудовать солнечное отопление своими руками можно даже начинающему мастеру, но работа с разными типами устройств имеет некоторые отличия. Речь идет о солнечных батареях и солнечном коллекторе.

Солнечные батареи позволяют аккумулировать энергию, а затем использовать ее и для обогрева, и для подогрева теплоносителей, и для питания электрических приборов.

• Фотоэлементы, которые являются основой батарей, сделать самостоятельно трудно. Поэтому их покупают, соединяют в цепь и фиксируют в отдельном корпусе, правильно устанавливая все элементы.
• Солнечными коллекторами (гелиосистемами) обогревают частные дома, организуя дополнительно и горячее водоснабжение. Фотоэлементы для коллектора не требуются.
• Отзывы свидетельствуют, что организовать солнечное отопление из подручных материалов под силу и начинающему мастеру.

Плоские гелиосистемы представляют собой остекленные и утепленные короба с теплоносителем внутри. Основным элементом вакуумных коллекторов являются трубки, в которых преобразуется энергия.

Итак, отличие состоит в том, что с помощью батареи можно производить электроэнергию, а с помощью коллектора нагревать воду.

Экономическая эффективность использования солнечного генератора энергии

Солнечные батареи для отопления генерируют электрическую энергию в результате фотоэлектрических реакций. В среднем один модуль имеет мощность от 50 до 300 Вт при коэффициенте полезного действия до 30%, что является невысоким показателем.

Экономическая выгода кроется в другом — эффективном — производстве энергии, что позволяет окупить затраты уже за 3 года эксплуатации системы.

Один раз обустроив отопление на солнечных батареях, можно забыть о проблеме на 25 лет, поскольку именно такой срок устанавливают производители для работы оборудования.

К выгодным параметрам такого вида отопления можно отнести экономию внутреннего полезного пространства, что достигается установкой батареи для отопления на крыше здания. При этом следует придерживаться определенных правил:

Генератор.

1. Оборудование, обеспечивающее солнечное отопление, устанавливается на южной стороне, поскольку именно здесь сосредоточено наибольшее количество тепла.
2. Крыша должна быть не горизонтальная, а под наклоном — ориентировочно 45°.
3. Солнечные батареи довольно тяжелые, поэтому стропильная система крыши дома должна быть прочной. Угроза обрушения наиболее вероятна в зимнее время, когда на крыше скапливается снег.
4. Во дворе, на стороне дома, где располагаются батареи, не должно быть деревьев или зданий, создающих тень.

Расчет площади необходимого для батарей пространства производится индивидуально, но можно сориентироваться, учитывая такие параметры: для средней полосы для отопления дома, площадь которого составляет 100 кв.м, понадобится около 30 кв.м батарей. Следует учесть необходимость изолированного места в доме, в котором будет установлено оборудование, использующееся в пасмурную погоду или в темноте.

Экономическая выгода также определяется типом системы, которую подключают к электрическому котлу, в частности:

Первая имеет наибольшую популярность благодаря эффективности при небольшом нагреве больших участков дома, допустим, пола с подогревом. Электрическую систему легче настраивать в соответствии с погодными условиями, количеством человек в доме. Оборудование электрического отопления легче монтировать, при этом отсутствуют громоздкие трубы и радиаторы под окнами.

Уязвимость альтернативной системы отопления

Расчет эффективности работы солнечной батареи для отопления дома позволяет определить период ее окупаемости. Как уже было сказано, это 3 года, но при соблюдении нескольких условий.

Во-первых, если энергии недостаточно и дом приходится отапливать газом, расходы на солнечное отопление увеличиваются, что в результате приводит и к увеличению сроков окупаемости.

Снижения стоимости эксплуатации оборудования для отопления дома солнечными батареями можно достичь за счет улучшения показателей энергоэффективности.

Иными словами, прежде чем перейти на альтернативный источник энергии, необходимо позаботиться о термоизоляции, исключив возможность утечки тепла.

Утепленные стены, крыша и пол, законопаченные щели в окнах и дверях позволят снизить расходы энергии, что уменьшит сроки окупаемости.

Во-вторых, эффективная работа системы отопления дома солнечными батареями возможна только при надлежащем уходе. Загрязнение поверхности приведет к уменьшению энергоэффективности. Поэтому рекомендуется по меньшей мере 1 раз в полгода производить очистку внешних блоков.

Отзывы владельцев домов с солнечной системой отопления свидетельствуют о необходимости создания резервной системы, например, газового котла.

При наличии централизованной электросети можно предусмотреть возможность переключения ее мощности в сезоны с недостаточным количеством солнечных дней.

Чаще всего потребность дополнительного источника энергии возникает в зимнее время, а вот осенью и весной отопление на солнечных батареях экономически целесообразно.

Для обеспечения отопления и водоснабжения горячей водой в доме используют две системы, использующие разные теплоносители — воду и воздух. Обустройство таких систем несколько отличается, как и эффективность.

Водяное солнечное отопление может состоять из следующих элементов:

• солнечного коллектора с использованием водяного теплоносителя;Водяная система солнечного отопления.
• трубопровода;
• дополнительного нагревателя; бака-аккумулятора горячей воды;
• коллекторного насоса;
• теплообменника;
• дополнительного топлива;
• радиатора помещения, которое отапливается.

Такое солнечное отопление дома работает по принципу отдачи тепла от нагретой предварительно воды, проходящей по трубопроводам и отопительным приборам. Расчет подтверждает экономичность расхода материала, используемого для отопления, что достигается за счет теплоемкости воды. Считается, что при нагреве до одного уровня температуры вода в 4000 раз более теплоемкая, чем воздух.

Отзывы потребителей свидетельствуют о трудоемкости установки и эксплуатации водного солнечного оборудования, необходимости постоянного контроля работы генератора. При низких температурах вода, наполняющая трубопровод, замерзает и расширяется, вызывая разрушение всей системы. Установить оборудование можно только в процессе постройки дома или его капитального ремонта.

Воздушное солнечное отопление и горячее водоснабжение обеспечивается теплым воздухом, нагнетаемым специальными вентиляторами. Отличие этой системы состоит в использовании не насосов, а мощных вентиляторов.

Воздушное солнечное отопление имеет высокий уровень КПД, поскольку в его схеме отсутствуют передаточные элементы. Отопительная система объединяется с климатической, что позволяет создавать и поддерживать комфортный микроклимат помещения.

Вследствие малой инерционности помещение обогревается очень быстро.

Воздушное солнечное отопление доказало свою эффективность, а цена на него формируется в зависимости от объемов обогреваемых помещений, среднегодовых погодных условий и некоторых других факторов.

Воздушная система солнечного отопления.

Перед закупкой необходимого оборудования и его установкой требуется произвести расчет:

1. Мощности нагревателя воздуха с учетом того, что помещение должно получить достаточный обогрев, а тепловые потери должны быть компенсированы.
2. Скорости подачи воздуха, который нагревается.
3. Неизбежных потерь тепла, которые осуществляются через стены помещения, окна, двери, вследствие сквозняков или иных причин.
4. Диаметра воздуховода с учетом аэродинамических характеристик всей системы, что позволит определить объем потерь воздушного напора.

Если расчет оказался неправильным, возможны перегревы тепловых нагревателей, возникновение вибрации, дополнительных шумов, что создает дискомфорт, а впоследствии приводит к выходу системы из строя.

Простой вариант воздушного обогрева дома

Наиболее простой вариант — это создать воздушно солнечное отопление своими руками из металлического профнастила. Расчет материала таков: для создания короба размерами 180х120х15 см понадобится влагостойкая фанера толщиной 1,2 см на боковые стенки и 0,7 см — на заднюю стенку.

По периметру готового короба к задней стенке прикрепляется брус 4х4 см, на который укладывается минеральная вата слоем толщиной 4 см. Полученная после утепления поверхность зашивается профнастилом и окрашивается черной матовой краской с термостойкими характеристиками.

В середине короба прибиваются планки, размер которых соответствует расстоянию от стенки до стекла, которое будет затем установлено. Планки прибиваются в виде лабиринта, чтобы создавалась необходимая циркуляция воздуха.

В нижней части боковой стенки прорезается прямоугольное отверстие, через которое осуществляется подача воздуха. Отверстие защищается сеткой или воздушным фильтром.

Остекление солнечного коллектора дополняется тщательной герметизацией всех стыков.

С противоположной к отверстию подачи воздуха стороны прорезается еще одно отверстие, в котором устанавливается вентилятор. Когда лучи солнца попадут на профнастил, образуется тепло. Оно затем и будет нагнетаться для отопления помещения. Солнечное отопление своими руками позволяет при температуре +10°С получать около 60°C на выходном отверстии.

Используем водосточные трубы для обогрева

Воздушно солнечное отопление своими руками из профнастила позволяет экономить на дорогостоящих энергоносителях в весенне-осенний период при условии отопления небольших площадей. Более внушительные размеры и отдачу имеет воздушное солнечное отопление, созданное из теплопроводных алюминиевых труб преимущественно прямоугольного сечения.

Коллектор состоит из большого короба, длина которого равна длине дома. На создание прочного каркаса идут доски толщиной 3-4 см и влагостойкая фанера от 0,8 до 1 см.

Принцип создания коллектора такой же, как и в случае с профнастилом: задняя стенка сбитого короба утепляется минеральной ватой, боковые — пенопластом.

Слой минеральной ваты покрывается алюминиевым листом, к которому с помощью хомутов прикрепляются трубы.

На рисунке схематически изображен принцип работы воздушных солнечных коллекторов.

Коллектор из алюминиевых труб, обеспечивающий воздушное солнечное отопление, имеет особенность: входное и выходное отверстия для воздуха располагается в одной его части и разделяются деревянными перегородками. Далее производится остекление (можно использовать прозрачный шифер), покраска и установка вентиляторов на вход и выход.

Готовый коллектор устанавливается под углом к дому, а к нему по утепленной пенопластом траншее подводятся воздуховоды.

Воздушно солнечное отопление своими руками, созданное по описанной технологии, в зимнее время до 15.00 включительно при минусовой температуре не ниже 10°С позволяет получать на выходе воздух температурой 65°С. Расчет объемов тепла, которые можно получить в летнее время, дает еще более внушительные показатели, поэтому рекомендуется во избежание перегрева затенять оборудование.

Нагреваем воду солнечной энергией

Солнечные водонагреватели можно приобрести в магазинах или создать своими руками. Цена на оборудование зависит от объема бака и количества и типа трубок. В среднем эти показатели составляют от 26 и до 80 тысяч (можно нагреть от 127 до 340 л воды).

1. Можно найти сотни конструкций такого оборудования, но наибольшим спросом пользуются переносные солнечные водонагреватели, которые в случае необходимости можно отвезти на дачу или взять с собой в поход. Отзывы подтверждают, что возможность иметь горячую воду сутки напролет — серьезный аргумент в пользу создания удобного коллектора.
2. Самой трудоемкой частью будущего водонагревателя является бак. Для его изготовления понадобится лист оцинкованного железа, из которого вырезается основа бака с припусками по 2-2,5 см. После придания формы стыки тщательно пропаиваются. Тщательный расчет позволит сделать работу из одного листа, но в случае неудачи можно создать конструкцию из двух оцинкованных листов.
3. Для змеевика используются тонкостенные медные или стальные трубки диаметром до 18 мм, которые припаиваются к коллектору по всей длине. Таким образом можно достичь более высоких показателей теплопроводности.

Далее схема работы та же, что и для создания воздушного солнечного коллектора. Из многослойной фанеры сбивается короб-кожух, дно которого теплоизолируется. Внутрь короба устанавливаются коллектор, бак, трубки и укрепляются с помощью металлических уголков.

После этого конструкция остекляется, крепятся опорные элементы. Чтобы система работала эффективно, необходимо ее установить таким образом, чтобы солнечные лучи падали на поверхность под прямым углом.

Источник: http://ultra-term.ru/otoplenie/pribory/batarei-radiatory/solnechnye-batarei.html

Солнечные батареи для отопления частного дома, схема, преимущества

Благодаря современным технологиям каждый из нас имеет возможность твердо идти в ногу со временем. Наиболее значимое достижение научного мира – это извлечение энергии из некоторых природных феноменов. Современный человек давно уже научился использовать энергию таких стихий, как ветер и вода.

Сегодня настало время для получения энергии от солнечного тепла. Солнечная энергия является неиссякаемым источником, поэтому грех ее не использовать на благо всего человечества. Солнечные батареи для отопления дома приобретают все большую популярность среди владельцев частных и загородных домов.

Отопление частного дома солнечными батареями

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света.

Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи.

Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома.

Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов.

Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

• Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
• Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
• Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
• У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания.

Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево.

Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов.

Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы.

Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий.

Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день.

Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

• Малые фотоэлектрические системы.
• Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме.

Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы.

Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

• Вакуумный солнечный коллектор.
• Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
• Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
• Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
• Электрический тэн или тепловой насос.

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно.

Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла.

Все, что нужно, — это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Источник: http://otoplenie-doma.org/solnechnye-batarei-dlya-otopleniya-doma.html

Подключение солнечных батарей для отопления частного дома — Школа по утеплению дома

Отопление – самая затратная статья в квитанции об оплате за жилище. Современная тенденция развития рынка такова, что традиционные источники энергии дорожают. Однако расходы можно снизить, если задействовать возобновляемые природные ресурсы, которые доступны совершенно каждому.

Одно из решений проблемы – установить солнечные батареи для отопления дома. Всего один квадрат покрываемой площади позволит получить и переработать до 1300 кВт*ч энергии Солнца, часть которой можно направить на другие хозяйственные нужды (электроснабжение, подогрев воды и т. д.).

Современные солнечные кремниевые батареи представляют собой приборы, которые захватывают энергию солнца и преобразуют ее в электрическую. Основной принцип их работы основывается на физическом явлении фотоэлектрической реакции.

Принцип работы

Выпускаемые сегодня модели способны вырабатывать электроэнергию даже в облачную и слишком пасмурную погоду.

Однако КПД одного модуля сравнительно невысок и составляет скромные 15-25%, вырабатывая в среднем 50-300 Вт электроэнергии в зависимости от текущей окружающей обстановки.

Для достижения высокой производительности необходимо подключение нескольких, а иногда и десятков элементов в единую сеть.

Фотографии частных домов с подключенной системой солнечного отопления

Если говорить об отопительной системе на основе солнечных батарей, классическая схема состоит из трех элементов:

1. Рассмотренный солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию
2. Тепловой аккумулятор – изолированный от тепловых потерь бак, в котором находится нагреваемый Тэнами теплоноситель
3. Отопительный контур, состоящий из трубных магистралей и радиаторов отопления, по которому теплоноситель циркулирует принудительным или естественным образом и отдает тепло окружающей среде

В зависимости от предпочтений и конкретной выбранной реализации солнечные батареи для отопления дома могут использоваться в других модифицированных схемах отопления, когда вместо коллектора устанавливается электрический котел проточного типа. Покупка необходимого оборудования обойдется дороже, однако отопление будет более практичным и экономичным.

Еще один из вариантов реализации отопления на солнечных батареях – использование электрических обогревателей, теплых полов, электрических конвекторов и т. д. Таким образом, полученная электроэнергия потребляется для питания отопительных электроприборов. К подобным схемам прибегают лишь в небольших загородных домах.

Положительные и отрицательные стороны

Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:

• Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
• Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
• Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
• Дом будет обогреваться на протяжении всего года

Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному.

Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).

Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:

• Высокие первоначальные затраты
• Сложность монтажа оборудования
• Необходимость в резервном источнике отопления

Выбираем подходящий солнечный коллектор

Необходимо ознакомиться с рынком и выбрать самые подходящие солнечные батареи для отопления дома. Они бывают 3-х типов:

• Воздушные – внутри них располагается воздух и абсорбирующий тепло элемент. Несмотря на скромную стоимость, они должного распространения не получили, так как характеризуются низким КПД
• Вакуумные – внутри располагаются определенного диаметра стекло трубки, содержащие в себе трубки меньшего диаметра, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками создается вакуум, характеризующийся высокими теплопроводящими свойствами
• Плоские – наиболее распространенные коллекторы. Они представляют собой короб, лицевая сторона которого накрыта стеклом. Под ним пролегает абсорбирующий тепло элемент, который контактирует с трубками, содержащими теплоноситель. Энергия последнего забирается и аккумулируется в электрическую

Когда стоит обратить внимание на солнечные батареи

Переоборудовать стандартную отопительную систему в более современную и установить солнечные батареи для отопления дома можно в любой момент. Однако останавливаться на таком решении стоит лишь при выполнении нескольких важных правил:

• Была произведена проверка уровня инсоляции мастером, на основании результатов которой удалось узнать, насколько эффективным будет каждый квадратный метр установленных батарей. Она даст возможность определить наиболее оптимальную покрываемую модулями площадь
• Дом необходимо обязательно утеплить, чтобы снизить уровень нежелательных потерь тепла
• Стоит проанализировать каждый из месяцев отопительного периода. Если количество солнечных дней менее 20, большую часть времени небо затягивают тучи и облака, гелиосистемы рекомендуется заменить тепловыми насосами
• Обязательно должна присутствовать резервная отопительная система, чтобы обезопасить себя от непредвиденных обстоятельств

Как подключить солнечную батарею

Прежде чем начать подключение солнечных батарей к отопительной системе, необходимо определиться с типом циркуляции теплоносителя по трубным магистралям:

• Принудительная
• Естественная

Наиболее востребованной считается система с принудительной циркуляцией. Ее обустройство обойдется дороже за счет приобретения дополнительного оборудования и автоматики. Однако многие владельцы собственных домов ставят превыше комфорт и практичность.

Классическая схема подключения солнечной батареи к потребителю выглядит следующим образом:

1. Вначале по всем правилам на крыше размещают закупленные солнечные элементы и соединяют их друг с другом
2. В отведенном помещении необходимо установить контроллер, который будет следить, сколько энергии производится в данный момент
3. За контроллером должны идти аккумуляторы, которые будут накапливать в себе лишнюю энергию и снабжать ею в тех ситуациях, когда солнечные модули не справляются со своей задачей
4. За аккумуляторами устанавливается инвертор, который служит для преобразования электрической энергии к требуемым характеристикам
5. За инвертором располагаются потребители, роль которых может выполнять электрический котел отопления, накопительные баки с Тэнами, обогреватели и прочие греющие установки

Если солнечная батарея подключается к водяному отоплению с принудительной циркуляцией, на выход коллектора, обратку и бак-накопитель устанавливают датчики температуры (термостаты), которые подсоединяются к автоматике. Последняя в свою очередь будет управлять работой всей системы, при определенных условиях включать или выключать ее.

Наиболее просто осуществляется подключение солнечных модулей к отоплению с естественной циркуляцией. Однако автоматизировать ее будет очень сложно. Необходимо придерживаться следующих правил:

• Накопительный бак располагают выше уровня коллектора
• Нижний вывод подключается к обратке
• Верхний вывод подключается ко входу разогретого теплоносителя

Прочие нюансы подключения

Предусмотреть солнечные батареи для отопления дома необходимо на этапе проектирования или строительства дома, чтобы избежать лишних хлопот. Нужно придерживаться нескольких важных правил:

1. Установка батарей должна вестись преимущественно на южной стороне. Перед модулями не должно располагаться деревьев или более высоких построек, которые будут преграждать путь свету или отбрасывать на них свою тень – это существенно снизит эффективность
2. Необходимо убедиться, что стропильная система обладает достаточным запасом прочности. Она должна выдерживать не только закрепленные модули, но и снежный покров в зимний период, иначе может произойти обрушение кровли
3. Оптимальный угол ската крыши – в интервале 30-45 градусов в зависимости от того, как высоко поднимается на протяжении суток солнце
4. Чтобы увеличить эффективность отопительной системы или распараллелить несколько контуров, иногда ставят более одного накопительного коллектора
5. К гелиосистемам рекомендуется подключать отопительные контуры с более низкой температурой циркулирующего теплоносителя (панельные змеевики, водяные теплые полы и т. д.)

Решившись установить солнечные батареи для отопления дома, необходимо быть готовым к большим первоначальным затратам. Стоимость требуемого оборудования и проводимых работ обойдется от 30 тыс. и выше в зависимости от сложности отопительной системы, выбранных модулей и их количества.

Окупаемость также зависит от большого числа факторов. Если зимы холодные, солнечные и продолжительные, сэкономить затраченные средства удастся через 2-3 года при эксплуатационном сроке до 30 лет. Однако не стоит торопиться, узнав подробнее о других альтернативных методах отопления.

Источник: https://v-teplo.ru/solnichnie-batarei-dlya-doma.html

Какие бывают солнечные батареи для отопления дома – виды, особенности, преимущества и недостатки

Постоянное развитие альтернативных источников энергии и удешевление технологий сделало их довольно популярными среди владельцев частных домов. Инновационные способы добычи энергии позволяют использовать в качестве исходного сырья бесконечные и экологически чистые природные ресурсы – воду, ветер и солнечные лучи.

Для использования энергии Солнца используются солнечные батареи, которые накапливают и преобразуют полученный заряд в энергию необходимого типа. Такие устройства отлично подходят и для отопления частного дома – нужно лишь правильно собрать и настроить систему. О том, как использовать солнечные батареи для отопления дома, и пойдет речь в данной статье.

Способы применения солнечной энергии

Технологии, использующие солнечную энергию, кажутся новыми только на фоне более традиционных систем.

Солнечное тепло уже давно активно перерабатывается в тепловую и электрическую энергию, особенно в тех странах, где Солнце светит круглый год.

В северных странах с этим сложнее, но даже в таком случае солнечной энергии находится применение, ведь ее можно использовать как резервный энергоресурс.

Для сбора солнечной энергии используется два типа устройств:

1. Солнечные батареи. Данные устройства накапливают собранную энергию и позволяют использовать ее для питания электрических приборов. Солнечные батареи – это панели, на лицевой стороне которых установлены фотоэлементы, а с другой стороны располагается фиксирующий механизм. Солнечная батарея для обогрева дома не очень сложна конструктивно, поэтому такие элементы иногда собирают самостоятельно, но гораздо проще и надежнее покупать готовые устройства.
2. Солнечные коллекторы. Этот тип устройств предназначен для включения в систему отопления. Такие конструкции представляют собой теплоизолированные короба, в которых проходит теплоноситель. Коллекторы устанавливаются на крыше или специальных щитах с той стороны здания, на которую попадает больше всего солнечных лучей. Чтобы эффективность впитывания энергии была более эффективной, системы делают поворачивающимися в соответствии с направлением солнечных лучей.

Разница между коллекторами и солнечными батареями видна из их конструкции.

Коллекторы (гелиосистемы) используются непосредственно для нагрева теплоносителя, в то время как батареи собирают энергию для ее преобразования в электричество.

Конечно, солнечные батареи для обогрева дома тоже можно использовать, но такая схема довольно неудобна, да и требовательна к погодным условиям – для нормального обогрева солнечных дней должно быть не менее 200 в году.

Достоинства и недостатки солнечного отопления

К достоинствам солнечных отопительных систем можно смело отнести следующие качества:

1. Экологичность. Впитывание и преобразование солнечной энергии происходит без каких-либо выбросов вредных веществ, поэтому можно говорить о полной экологической чистоте таких систем.
2. Автономность. Солнечное тепло обходится совершенно бесплатно, что позволяет не думать о текущем уровне цен на энергоносители и необходимости их подведения к своему частному дому.
3. Экономичность. Комбинирование традиционного и альтернативного отопления позволяет неплохо сэкономить в процессе эксплуатации. Если же использовать только солнечное отопление, то все затраты сводятся к приобретению необходимых элементов системы и их обслуживанию.
4. Доступность. Солнечные коллекторы и батареи не нужно согласовывать с какими-либо государственными органами, поскольку работа подобных систем автономна и не представляет какой-либо опасности.

Из недостатков главным образом выделяются следующие качества:

1. Длительный период определения эффективности. Чтобы понять, насколько солнечная система эффективна и выгодна в конкретных условиях эксплуатации, ей необходимо проработать хотя бы 3 года.
2. Высокая стоимость оборудования. Солнечные батареи и комплектующие к ним на сегодняшний день стоят довольно дорого, поэтому без существенных изначальных вложений обойтись не удастся.
3. Зависимость от внешних условий. Если климат в географической локации, где установлены коллекторы, не отличается большим количеством солнечных дней, то установка солнечных устройств может даже оказаться нецелесообразной.
4. Необходимость резервного отопления. Чтобы отопительная система была надежной, ее необходимо обязательно продублировать (дублирующим контуром обычно выступает именно солнечный обогрев).
5. Требовательность к обслуживанию. Солнечные коллекторы нужно качественно обслуживать, постоянно проводя профилактические и очистительные работы. Запуск системы при отрицательных температурах возможен только в том случае, если она и сам дом имеют надежную защиту от холода.

Солнечные батареи для отопления

Использование солнечных батарей для обустройства отопительной системы имеет ряд нюансов.

Все дело в том, что такие устройства главным образом предназначены для сбора энергии, которая в дальнейшем преобразуется в электрическую.

Чтобы сделать отопление на солнечных батареях, нужно будет собрать систему, подключенную к накопительному баку – именно в этом элементе конструкции будет осуществляться разогрев теплоносителя.

Чтобы понять, можно ли выгодно использовать солнечные батареи для отопления дома зимой, нужно рассмотреть виды данных устройств, их эксплуатационные особенности и способы использования.

Виды и конструкция солнечных панелей

Существует три основных типа солнечных батарей:

1. Монокристаллические. Рабочим элементом таких устройств являются тонкие пластины, выполненные из чистого кремния, выращенного искусственным образом. КПД таких пластин в самом лучшем случае достигает 17-18%. Наиболее комфортная температура эксплуатации – от 5 до 25 градусов.
2. Поликристаллические. Рабочий элемент – пластины, которые получается в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Такой способ изготовления более прост по сравнению с предыдущим, но и КПД соответствующий – в лучшем случае он достигает 12%.
3. Аморфные (пленочные). Для производства таких батарей кремний выпаривается и оседает тонкой пленкой на полимерной основе. Дешевизна производства и простота изготовления подобных устройств имеет прямую зависимость с эффективностью – КПД аморфных батарей не превышает 7%.

В странах с преимущественно холодным климатом чаще всего используются солнечные батареи, изготовленные с использованием монокристаллических рабочих элементов. Впрочем, выбор наиболее подходящего типа нельзя назвать очевидным – пленочные модули гораздо удобнее в установке, не предъявляют особых требований к основанию и обходятся на порядок дешевле.

Внешние элементы батарей предназначены для сбора и преобразования солнечной энергии, которая в дальнейшем будет перемещена в накопитель.

Небольшие отдельные батареи вырабатывают около 100-250 Вт энергии, а сборные модульные конструкции площадь в 25-30 м2 позволяют обеспечить электроэнергией небольшое жилое здание.

Чтобы использовать солнечные батареи для отопления дома, их площадь должна быть в несколько раз выше указанного значения.

Эффективность

Чтобы использовать солнечную энергию для отопления частного дома, гораздо проще будет собрать схему из коллекторов – но такая возможность есть не всегда, поэтому приходится рассматривать иные варианты. Например, вполне может быть так, что на участке уже установлена рабочая система из солнечных батарей, которая используется только для обеспечения дома электричеством и горячей водой.

Приобретать новое оборудование при таких условиях будет слишком невыгодно ввиду его высокой стоимости. Чтобы обеспечить обогрев дома солнечными батареями, оптимальным решением будет увеличение мощности системы модулей. Самый простой вариант – приобрести несколько дополнительных кремниевых панелей и подключение к системе отопительного котла, работающего за счет электричества.

Грамотное распределение электрической энергии позволит обеспечить как систему горячего водоснабжения, так и отопительный контур.

Чтобы мощности хватало на все, потребуется немало солнечных батарей – автономные здания, использующие только солнечную энергию, обычно полностью покрыты фотоэлектрическими панелями.

Зачастую приходится достраивать дополнительную конструкцию, на которую будут устанавливаться панели.

Определить эффективность солнечной системы до ее использования не получается, поэтому все расчеты получаются лишь приблизительными.

Сложность предварительных расчетов связана с тем, что есть масса факторов, просчитать влияние которых на эффективность сбора энергии невозможно.

Конечно, при наличии некоторого опыта можно провести более-менее точный расчет, но такой опыт есть лишь у профессионалов, специализирующихся на проектировании и установке солнечных систем.

Наибольшее влияние на эффективность системы оказывают следующие факторы:

• Нестабильность погоды – определить заранее количество солнечных дней невозможно даже в солнечных регионах, не говоря уж о северных краях;
• Нестабильное потребление энергии, которое также зависит от географического расположения здания, получающего тепло и электрическую энергию за счет солнечного света;
• Возможность выхода системы из строя – сложность конструкции свидетельствует о том, что она будет нередко ломаться, причем определить неисправность в некоторых случаях бывает затруднительно.

Установка домашней солнечной электростанции

Самое простое решение, которое сразу приходит на ум – обратиться в компанию, которая специализируется на продаже и установке солнечных генераторов.

Такое решение имеет массу преимуществ – специалисты смогут подготовить индивидуальный проект, наиболее подходящий для конкретных условий эксплуатации, а на приобретенное и установленное оборудование будет выдана гарантия.

Недостаток подобного решения – слишком высокая стоимость работ.

Впрочем, собрать домашнюю солнечную электростанцию можно и самостоятельно, но для этого потребуется немалый опыт, а также солидные затраты труда и времени. Кроме того, нужно будет разобраться в том, какие элементы нужны для обустройства системы, и как они взаимодействуют между собой.

Набор элементов для монтажа солнечного отопления выглядит следующим образом:

• Комплект солнечных модулей;
• Аккумуляторная батарея;
• Контроллер заряда;
• Инвертор;
• Коммутация.

Аккумуляторы желательно подбирать так, чтобы у них были одинаковые характеристики. Хорошие аккумуляторы могут удерживать энергию около 3-4 дней, и этот параметр тоже нужно учитывать, как и тот факт, что в холодном помещении устройства разряжаются намного быстрее. Для суточного потребления в 2400 Вт-ч суммарная емкость батарей должна составлять не менее 1000 А-ч.

Инверторы, используемые для солнечных систем, имеют возможность синхронизировать фазу напряжения, в результате чего перевод 12 В в 220 В осуществляется без малейших задержек, поэтому электрические приборы не испытывают лишних нагрузок. Централизованные электросети таким качеством похвастать не могут, поэтому солнечные генераторы в этом плане гораздо удобнее и надежнее.

Коллекторное отопление дома

Конечно, собрать отопительную систему на солнечных батареях возможно, но гораздо удобнее и практичнее использовать элементы, изначально предназначенные для отопления – солнечные коллекторы. Такие устройства обеспечивают прямой нагрев воды за счет солнечной энергии, и никаких посредников в этой цепочке нет.

Существует два вида коллекторных конструкций:

Каждую систему необходимо рассмотреть подробнее, чтобы иметь возможность осознанно выбирать самый подходящий для конкретной ситуации вариант.

Плоская коллекторная установка

Конструктивно плоские солнечные радиаторы для отопления дома крайне просты. В некоторых случаях такие системы частично собираются опытными мастерами из подручных материалов. Конечно, полностью обойтись без готовых элементов очень сложно, но даже небольшая экономия при наличии должного опыта может оказаться оправданной.

Устройство плоского коллектора представляет собой утепленный металлический короб, в котором расположена впитывающая солнечную энергию пластина (чаще всего спрятанная под слоем черного хрома). Сверху эта часть конструкции накрывается герметичной прозрачной крышкой. Вода разогревается в трубках, которые расположены змейкой и подключены к пластине.

Трубчатая коллекторная установка

По принципу работы трубчатые солнечные тепловые панели схожи с плоскими аналогами, но есть одно заметное различие – заполненные теплоносителем трубки располагаются внутри стеклянных колб. В системе могут использоваться перьевые трубки, закрытые с одной стороны, и коаксиальные, которые вставляются друг в друга и запаиваются с обеих сторон.

Также стоит отметить используемые виды теплообменников:

• Система преобразования солнечной энергии в тепловую Heat-pipe;
• Стандартные трубки для перемещения воды U-type.

Второй тип теплообменников считается более эффективным, но у него есть серьезный недостаток – высокая стоимость ремонта, которая обусловлена необходимостью замены целого блока при повреждении одной трубки. С трубками первого типа в этом плане гораздо проще, поскольку они независимы друг от друга, что позволяет при необходимости заменять каждый отдельный элемент конструкции.

Повышение эффективности солнечных модулей

Эффективность солнечных систем можно повысить, воспользовавшись одним из следующих способов:

1. Смена расположения модулей. Иногда для повышения КПД достаточно будет правильно расположить модули относительно вектора направленности солнечных лучей. Обычно для этого нужно развернуть все модули на юг. Если день в регионе долгий, можно также использовать поверхности, направленные на восточную и западную сторону – там тоже хватает света, который преобразуется в энергию.
2. Изменение угла наклона. В документации к модулям всегда указывается рекомендуемый угол наклона, при котором КПД системы будет максимальным. На практике это значение может существенно варьироваться в зависимости от географического местоположения и других индивидуальных особенностей.
3. Выбор места для установки. Чаще всего солнечные модули устанавливаются на крыше здания – это самый простой, доступный и очевидный вариант, но не самый эффективный. Лучше всего будет заранее подготовить поворотное основание и установить панели на него, чтобы устройства следовали за солнечными лучами по мере их смещения.

На последний пункт стоит обратить особое внимание.

Конечно, установленные на крыше модули не бесполезны – в конце концов, никаких препятствий для солнечных лучей в таком случае нет, поэтому они легко достигают устройства и преобразуются в необходимый тип энергии. Проблема в том, что расположение модулей перпендикулярно солнечным лучам имеет максимальную эффективность на протяжении короткого промежутка времени.

Поворотные устройства, отслеживающие текущую направленность лучей, позволяют избавиться от подобных проблем. Правда, у таких устройств есть и отрицательные стороны – в частности, речь идет о крайне высокой стоимости поворотных систем.

Кроме того, в ряде случаев приобретение такого оборудования никак не влияет на эффективность системы – например, если не были должным образом учтены климатические условия. Затраты в данном случае будут совершенно нецелесообразными.

Согласно примерным расчетам, для того, чтобы поворотные элементы окупились, их количество должно составлять не менее восьми. Конечно, можно использовать и меньшее количество модулей (около 3-4), но они будут выгодным приобретением только в том случае, если подключать их напрямую к водяному насосу, в остальных же случаях прирост эффективности будет незначительным.

Заключение

Отопление на солнечных батареях – это довольно эффективная современная система, которую при наличии соответствующего опыта можно обустроить самостоятельно. Технологии постоянно развиваются, поэтому всегда есть возможность выбрать оптимальное оборудование, которое идеально подойдет для конкретных условий эксплуатации и полностью покроет все потребности в отоплении.

Источник: https://teplospec.com/alternativnoe-otoplenie/kakie-byvayut-solnechnye-batarei-dlya-otopleniya-doma-vidy-osobennosti-preimushchestva-i-nedostatki.html

Солнечные батареи для отопления дома: советы, рекомендации

Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.

Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.

Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.

С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.

Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.

Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.

С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.

В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.

Преимущества и недостатки эксплуатации солнечных батарей

Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.

Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.

В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.

Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.

• При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.
• Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.
• Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.
• Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.
• Поэтому конструкцию системы рекомендуется монтировать своими руками на южную сторону кровли.
• При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.

При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.

Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.

Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.

Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.

Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.

Стропиловку дома перед монтажом батарей рекомендуется своими руками укрепить, чтобы предотвратить падение кровли в зимнее время, когда на крыше, помимо батарей, будут наносы снега.

Виды солнечных батарей и особенности их комплектации

На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.

К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.

Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.

Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:

• вакуумный солнечный коллектор;
• прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
• насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
• емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
• электрический тэн.

Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.

Чтобы рассчитать нужную мощность установки, учитывают количество членов семьи, размер жилплощади и стандартный объем употребляемой энергии.

На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.

Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.

Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.

Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.

Общий принцип работы солнечной батареи

Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.

В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.

При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.

Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.

В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.

Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.

Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.

При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.

Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.

Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.

При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.

Источник: http://stroyremned.ru/stroitelstvo/proektirovanie/883-colnechnye-batarei-dlya-otopleniya-doma.html

лучших солнечных панелей в 2020 году [Полный список]

Время чтения: 6 минут

Поиск лучших солнечных панелей для вашего дома может показаться сложной задачей. В любой момент на рынке представлено более сотни различных марок солнечных панелей и другого солнечного оборудования. В этой статье мы обсудим, как производители солнечных панелей сочетаются друг с другом и кто делает лучшие солнечные панели.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 году

Лучшие солнечные панели: основные выводы

• LG, Panasonic и Sunpower широко считаются ведущими компаниями по производству солнечных панелей.
• Обязательно учитывайте эффективность, цену, и гарантия при сравнении вариантов панелей
• Зарегистрируйтесь на EnergySage Marketplace, чтобы сравнить расценки на солнечные батареи с высококачественными солнечными панелями

Лучшие солнечные панели для домашней установки

Есть много солнечных панелей, доступных для покупки и установки.Из всех компаний, которые в настоящее время производят солнечные панели, вот некоторые из ведущих имен, которые чаще всего ассоциируются с лучшими солнечными панелями на рынке:

• SunPower
• LG
• Panasonic
• Silfab
• Q CELLS
• Canadian Solar
• JinkoSolar
• Trina Solar
• REC Solar

В целом, SunPower, LG и Panasonic производят лучшие солнечные панели в 2020 году благодаря высокой эффективности, конкурентоспособным ценам и великолепной 25-летней гарантии, предлагаемой каждой. бренд.Эти компании сочетают в себе долговечность и надежность с премиальной защитой и разумными ценами, что делает их брендами с лучшими доступными солнечными батареями.

Практически во всех случаях лучшие солнечные панели производятся из монокристаллических солнечных элементов премиум-класса . Монокристаллические ячейки состоят из одного кристалла кремния, а не из множества сплавленных вместе кремниевых фрагментов, как в случае с поликристаллическими ячейками. Это означает, что клетки более эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, а также имеют гладкий черный оттенок.Однако важно помнить, что солнечные панели премиум-класса с монокристаллическими элементами обычно имеют более высокую первоначальную цену.

Лучшие солнечные панели по эффективности

Эффективность солнечной панели — это показатель того, насколько хорошо она преобразует солнечный свет в электричество. Основываясь только на максимальной эффективности модуля, вот пять ведущих производителей, которые делают лучшие солнечные панели:

Лучшие солнечные панели по эффективности

Лучшие солнечные панели, ранжированные по температурному коэффициенту

Температурный коэффициент солнечной панели является мерой того, насколько или Немного снижается производительность панели при высоких температурах.Основываясь только на самом низком температурном коэффициенте, доступном в панели, вот четыре лучших производителя солнечных панелей:

Лучшие солнечные панели по температурному коэффициенту

Лучшие солнечные панели по гарантии на материалы

Гарантия на материалы для солнечных панелей (или гарантия на оборудование) ) защищает оборудование от выхода из строя из-за факторов окружающей среды или производственных дефектов. Основываясь только на самых длительных гарантиях на материалы, доступных от компаний, производящих солнечную энергию, вот лучшие производители солнечных панелей:

Как показано выше, все шесть ведущих производителей солнечных панелей, ранжированные по гарантии на материалы, предлагают одинаковый срок гарантии, устанавливая этот уровень компаний отдельно.Для справки, отраслевой стандарт гарантии на панельные материалы — 10 лет .

Хотите знать, стоят ли лучшие солнечные панели? Посмотрите наше видео ниже о том, как взвесить все «за» и «против» высококачественного солнечного оборудования:

Каковы сегодня лучшие солнечные компании? Какие производители делают лучшие панели?

Как определить, какая из моделей панелей ведущих компаний предлагает оптимальное сочетание цены и качества для ваших нужд? Чтобы решить эту проблему, EnergySage проанализировала подробные технические характеристики каждой панели, производимой наиболее популярными компаниями на EnergySage Solar Marketplace.Всего мы оценили более тысячи панельных моделей.

Ведущие производители солнечных панелей

Производитель	Диапазон эффективности	Диапазон температурного коэффициента	Гарантия на материалы
Amerisolar	от 14,75% до 17,01%	-0,43 до -0,43	12 лет
Astronergy	от 18,1% до 19,1%	от -0,38 до -0,38	10 лет
Axitec	18.От 96% до 20,45%	-0,39 до -0,39	15 лет
Canadian Solar	15,88% до 19,91%	-0,41 до -0,37	10 лет
CentroSolar	15,3% до 17,8%	от -0,44 до -0,42	10 лет
CertainTeed Solar	от 15,4% до 19,9%	от -0,45 до -0,37	10 лет
China Sunergy	от 19,88% до 21,17%	-0.От 42 до -0,42	10 лет
ET Solar	от 15,67% до 19,07%	от -0,44 до -0,41	10 лет
Зеленый блеск	от 14,24% до 15,58%	от -0,45 до -0,45	5 лет
Hansol	от 14,97% до 18,05%	от -0,45 до -0,41	10 лет
Гелиен	15,6% до 19,3%	от -0,43 до -0,39	10 лет
JA Solar	15.От 8% до 19,8%	от -0,4 до -0,36	12 лет
JinkoSolar	от 15,57% до 19,88%	от -0,4 до -0,36	10 лет
Kyocera	от 14,75% до 16,11 %	от -0,45 до -0,45	10 лет
LG Solar	от 18,4% до 22%	от -0,4 до -0,3	25 лет
Mission Solar Energy	от 18,05% до 19,35%	-0,38 до -0.38	12 лет
Neo Solar Power	от 16% до 17%	от -0,42 до -0,42	10 лет
Panasonic	от 19,1% до 20,3%	от -0,26 до -0,26	25 лет
Phono Solar	от 15,66% до 18,44%	от -0,45 до -0,4	12 лет
Q CELLS	от 17,1% до 20,1%	от -0,39 до -0,35	12 лет
REC Group	16.От 5% до 21,7%	от -0,37 до -0,26	20 лет
RECOM	от 16,29% до 19,36%	от -0,4 до -0,39	12 лет
Renogy Solar	15,3% до 18,5%	-0,44 до -0,44	10 лет
S-Energy	15,61% до 19,8%	от -0,4 до -0,39	10 лет
Серафим	15,67% до 17,52%	-0,43 до -0,42	10 лет
Silfab	17.От 6% до 19,4%	от -0,38 до -0,36	25 лет
Solaria	от 19,4% до 20,5%	от -0,39 до -0,39	25 лет
Solartech Universal	19% до 19,9%	от -0,26 до -0,26	15 лет
SunPower	от 16,5% до 22,8%	от -0,38 до -0,29	25 лет
Trina Solar	от 16,2% до 19,9%	от -0,41 до -0.37	10 лет
Winaico	от 18,83% до 19,4%	от -0,38 до -0,38	15 лет

Как EnergySage разработала рейтинг «лучших солнечных панелей»

В поисках лучших солнечные панели для вашего дома, вы должны принять во внимание производительность панели , качество, долговечность, гарантии и . Существует три основных технических характеристики, которые могут помочь вам при принятии решения: эффективность панели, температурный коэффициент и гарантия на материалы.Чтобы составить наш рейтинг лучших солнечных панелей, EnergySage провела оценку этих показателей для всех солнечных панелей, предлагаемых ведущими производителями на EnergySage Solar Marketplace.

Эффективность солнечной панели

Эффективность солнечной панели означает, насколько хорошо ваша солнечная панель может преобразовывать солнечный свет в полезную электроэнергию. Чем выше рейтинг эффективности, тем лучше, потому что это означает, что ваша солнечная панель способна преобразовывать больше солнечного света, который она улавливает, в электричество. Лучшими солнечными панелями, доступными на рынке сегодня, являются солнечные панели SunPower для жилых помещений серии A, которых 22.Максимальный КПД 8%.

Температурный коэффициент

Температурный коэффициент показывает, насколько хорошо ваши солнечные панели будут работать в неидеальных условиях. Солнечные панели похожи на любое другое электронное оборудование: они работают наиболее эффективно, когда они хранятся в прохладном месте (в идеале около 25 ° C или 77 ° F). Температурный коэффициент дает вам представление о том, как ухудшатся характеристики вашей панели в жаркие летние дни. На каждый градус выше 25 ° C (или 77 ° F) выработка электроэнергии вашей солнечной панелью будет уменьшаться на температурный коэффициент.Лучше меньший температурный коэффициент.

Например, модель LG LG350Q1C-A5 имеет температурный коэффициент -0,3% / ° C. Это означает, что если температура вашей солнечной панели увеличится на один градус Цельсия (с 25 ° C до 26 ° C), ее электричество производство упадет на 0,3%. Если температура повысится на десять градусов по Цельсию до 35 ° C (или 95 ° F), панель будет производить на три процента меньше электроэнергии. Хотя 95 ° F может показаться вам высоким, помните, что поверхность вашей крыши может быть намного горячее, чем воздух вокруг нее, когда на нее падает солнце.

Гарантия на материалы

Если вы покупаете новый телевизор, автомобиль или солнечные панели для крыши, вы должны ожидать, что производитель предоставит надежную гарантию на свой продукт. Гарантия на материалы солнечной панели (иногда называемая гарантией на продукт или оборудование) защищает вас от сбоев оборудования из-за производственных дефектов или проблем с окружающей средой.

Большинство компаний предлагают как минимум 10-летнюю гарантию на материалы, но лучшие производители солнечных панелей дают гарантию от отказов оборудования в течение 15 или даже 25 лет.Многие производители в нашем рейтинге предлагают гарантию на материалы более 10 лет.

Имейте в виду, что, хотя солнечные панели не учитываются в этом рейтинге, они также имеют 25-летнюю гарантию производительности. Производители обычно гарантируют, что их панели будут вырабатывать электроэнергию на 80-90% от их первоначальной мощности в конце этого гарантийного периода.

Как найти лучшую цену на свои солнечные панели

Если вам нужны лучшие солнечные панели на рынке, вы заплатите более высокую цену.Перечисленные выше панели получили высший рейтинг, но «лучшие» солнечные панели не всегда подходят для вашего дома. Если ваша крыша небольшая и у вас мало места для вашей системы, инвестируя в самые эффективные и высокопроизводительные панели, вы получите необходимую производительность. Однако, если у вас достаточно места для более крупной системы, установка чуть менее эффективных панелей может дать вам необходимую производительность по более конкурентоспособной цене. Давайте рассмотрим наш:

Три совета для покупателей солнечных батарей

1.Домовладельцы, получившие несколько предложений, экономят 10% или больше

Как и любая дорогостоящая покупка, покупка солнечной панели требует тщательного исследования и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам понадобится сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену.

Мантра больше — не всегда лучше — одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за самую рекламу. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, убедитесь, что вы сравниваете эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены — они также, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может оказать значительное влияние на производство электроэнергии в вашей системе.Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам.

При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов. Хотя одни панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестирование в самое современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности — это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который только что хочет получить приблизительную оценку установки, на начальном этапе покупки солнечной энергии, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши. Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, ознакомьтесь с нашей платформой сравнения расценок.

ПРИМЕЧАНИЕ: данные в этом разделе последний раз обновлялись в январе 2020 года и обновляются каждые 6 месяцев.

основных солнечных элементов

Узнайте, сколько стоят солнечные панели в вашем регионе в 2020 г.

Лучшие обзоры комплектов солнечных панелей мощностью 100 Вт 2020

Главная »Выбор лучших комплектов солнечных панелей мощностью 100 Вт

Обновлено 14 января 2020 г.

I несколько лет назад я потратил много времени на поиски моего самого первого набора 100-ваттных солнечных панелей .Я ходил везде в Интернете, чтобы узнать, какой комплект лучше всего подходит для меня, чтобы сэкономить мое время и деньги. Но это было сложно, не было подробного руководства, которое научило бы меня тому, что мне нужно делать. Итак, в этом руководстве я хочу сосредоточить внимание на том, что вам нужно учитывать при выборе лучших комплектов солнечных панелей на 100 Вт, контроллеров заряда, инверторов для фотоэлектрической системы.

СОДЕРЖАНИЕ

# Руководство по покупке

# Лучшие комплекты солнечных панелей 100 Вт

# Как установить комплект

РУКОВОДСТВО ПО ПОКУПКЕ НАБОРОВ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ 100 Вт

---

Чтобы выбрать солнечную панель, прочитайте мой обзор из 10 лучших лучшая солнечная панель 100 ватт

1.Как правильно выбрать контроллер солнечного заряда?

Контроллер заряда от солнечных батарей является важным компонентом аккумуляторных систем. Поскольку чем ярче солнечный свет, тем большее напряжение вырабатывают солнечные элементы, чрезмерное напряжение может повредить батареи. Контроллер заряда используется для поддержания надлежащего зарядного напряжения на аккумуляторах. По мере увеличения входного напряжения от солнечной батареи контроллер заряда регулирует заряд аккумуляторов, предотвращая их перезаряд.

Размер контроллера заряда для солнечной панели 100 Вт

Контроллер заряда должен иметь достаточную мощность в амперах, чтобы пропускать максимальный ток, который могут обеспечить панели. Это можно оценить, разделив пиковую мощность панелей на 12 В. Таким образом, контроллер заряда, подключенный к солнечной панели мощностью 100 Вт, должен иметь зарядную емкость не менее 100 ÷ 12 = 8,33 А.

Большинству приборов требуется больше амперы для начала, чем для продолжения работы. Электродвигателям, в частности, для запуска может потребоваться в три раза больше тока, чем для их работы.Таким образом, контроллер разряда должен иметь достаточную емкость в амперах, чтобы пропускать максимальный ток нагрузки, включая дополнительный пусковой ток. Минимальная емкость контроллера разряда должна быть равна сумме ампер всех устройств без двигателей, умноженной на 1,5, плюс амперам всех устройств с двигателями, умноженным на 3.

Например, четыре лампы мощностью 12 Вт имеют общая рабочая нагрузка 4 А. Таким образом, контроллер должен иметь мощность не менее 4 А × 1,5 = 6 А.Если к нагрузке добавить двигатель, которому для работы требуется 3 А, емкость контроллера заряда солнечной батареи следует увеличить еще на 9 А (3 А × 3), чтобы получить общую мощность 15 А.

Давайте посчитаем, подумайте о том, что вы планируете использовать со своим 100-ваттным комплектом солнечных панелей, и вы получите размер своего контроллера заряда.

Шаги для выбора размера ШИМ:

1. Для контроллеров заряда солнечной энергии с ШИМ выберите тот, который рассчитан на напряжение вашей системы (одинаковое номинальное напряжение на всем протяжении системы).
2. Разделите общую мощность панели солнечных батарей на напряжение системы.
3. Добавьте 20% в качестве запаса прочности (т. Е. (Результат Шага 2) X 1,2).
4. Выберите контроллер солнечной энергии с номиналом, равным или превышающим результат шага 3.

Пример:

1. Солнечная панель мощностью 100 Вт, номинальные модули 12 В. Контроллер заряда солнечной батареи будет 12 Вольт.
2. 100 ÷ 12 = 8,33
3. 8,33 * 1,2 = 10 A
4. Любой контроллер заряда с ШИМ 10 А и 12 В будет работать с солнечной фотоэлектрической системой мощностью 100 Вт.Но, как я уже сказал выше, вам нужно провести математические расчеты с помощью ваших приборов.

Размер контроллера заряда солнечной батареи MTTP:

Размер контроллера заряда солнечной батареи MPPT вручную может быть одной из самых сложных задач для разработчика системы. В отличие от PWM, многие контроллеры MPPT имеют возможность понижать преобразование фотоэлектрических массивов (солнечных панелей) с более высоким напряжением в батареи с более низким напряжением.

PWM или MTTP: какой тип солнечного контроллера заряда подходит для вашей 100-ваттной солнечной системы?

Как выбрать контроллер заряда солнечной энергии

Сколько солнечных панелей, аккумуляторов и инвертора мне нужно для дома?

Полное проектирование установки солнечных панелей и расчеты с решенными примерами — пошаговая процедура

Ниже приведено полное примечание по конструкции солнечной панели , расчет количества солнечных панелей, рейтинг аккумуляторов / время резервного питания, номинальные параметры инвертора / ИБП, нагрузка и требуемая мощность в ваттах.со схемой, электрическими схемами и решенными примерами. Любой, кто выполнит следующий шаг, сможет установить и подключить солнечные панели в домашних условиях.

Если вы выберете эту статью, связанную с установкой солнечных батарей, Вы сможете;

• Для расчета количества солнечных панелей (с рейтингом)
• Для расчета рейтинга солнечной панели
• Для расчета рейтинга батарей для системы солнечных панелей
• Для расчета времени поддержки аккумуляторов
• Для расчета требуемый и зарядный ток для аккумуляторов
• Для расчета времени зарядки аккумуляторов
• Для расчета номинала контроллера заряда
• Сколько ватт солнечной панели нам нужно?
• Подключить солнечные панели последовательно или параллельно?
• Как выбрать подходящую солнечную панель для дома
• Рейтинг ИБП / инвертора для требований нагрузки и многого другого…

Установка солнечной панели: пошаговая процедура с расчетами и примерами

Перед тем, как мы начнем, Рекомендуется прочитать статью о правильном выборе и различных типах солнечных панелей и фотоэлектрических панелей для домашнего и коммерческого использования.По сути, мы расскажем, как подключить и установить систему солнечных батарей в соответствии с надлежащими расчетами и требованиями к нагрузке.

Теперь давайте начнем,

Предположим, мы собираемся установить солнечную систему питания в нашем доме с общей нагрузкой 800 Вт, при этом необходимое время резервного питания от батареи составляет 3 часа только для примера расчета)

Нагрузка = 800 Вт

Требуемое время автономной работы для батарей = 3 часа

Что нам нужно знать?

1. Рейтинг инвертора / ИБП =?
2. Кол-во батарей для резервного питания =?
3. Время автономной работы от батарей =?
4. Последовательное или параллельное соединение батарей =?
5. Ток зарядки для аккумуляторов =?
6. Время зарядки аккумуляторов =?
7. Требуемый номер солнечной панели =?
8. Последовательное или параллельное соединение солнечных панелей =?
9. Рейтинг контроллера заряда =?

   800 x (25/100) = 200 Вт

   Наша нагрузка + 25% дополнительной мощности = 800 + 200 = 1000 Вт

   Это номинальная мощность ИБП (инвертора) i.е. Нам нужен ИБП / инвертор мощностью 1000 Вт для установки солнечных панелей в соответствии с нашими потребностями (на основе расчетов)

   Связанное сообщение: Как подключить автоматический ИБП / инвертор к домашней системе электроснабжения?

   Требуемое количество батарей
   

   Теперь необходимое время поддержки батарей в часах = 3 часа

   Предположим, мы собираемся установить батареи на 100 Ач, 12 В ,

   12 В x 100 Ач = 1200 Втч

   Теперь для одной батареи (т.е. время автономной работы одной батареи)

   1200 Вт · ч / 800 Вт = 1.5 часов

   Но необходимое время резервного копирования составляет 3 часа.

   Следовательно, 3 / 1,5 = 2 → т.е. нам нужно будет подключить две (2) батареи по 100 Ач, 12 В.

   Время автономной работы аккумуляторов

   Если указано количество аккумуляторов, и вы хотите узнать время автономной работы для этих данных аккумуляторов, то используйте эту формулу для расчета часов автономной работы аккумуляторов.

   1200 Втч x 2 батареи = 2400 Втч

   2400 Втч / 800 Вт = 3 часа.

   В первом сценарии мы будем использовать инверторную систему на 12 В, поэтому нам придется подключить две (2) батареи (каждая на 12 В, 100 Ач) параллельно. Но вопрос, поднятый ниже:

   Последовательное или параллельное соединение для батарей

   Почему батареи соединены параллельно, а не последовательно?

   Поскольку это инверторная система на 12 В, поэтому, если мы подключим эти батареи последовательно, а не параллельно, то номинал батарей станет V ₁ + V ₂ = 12 В + 12 В = 24 В, а номинальный ток будет то же я.е.100Ач.

   Полезно знать : В последовательных цепях ток одинаков в каждом проводе или участке, а напряжение разное, т.е. напряжение складывается, например V ₁ + V ₂ + V ₃ … .Vn.

   Поэтому мы будем подключать аккумуляторы параллельно, потому что напряжение аккумуляторов (12 В) останется прежним, а его номинал Ач (ампер-час) будет увеличен. то есть система станет = 12 В и 100 Ач + 100 Ач = 200 Ач.

   Полезно знать : При параллельном подключении напряжение будет одинаковым на каждом проводе или участке, а ток будет другим i.ток является аддитивным, например I ₁ + I ₂ + I ₃ … + In

   
   

   Теперь мы подключим 2 батареи параллельно (каждая по 100 Ач, 12 В)

   , т.е. 2 батареи 12 В, 100 Ач будут подключены в Параллельный

   = 12 В, 100 Ач + 100 Ач = 12 В, 200 Ач (параллельный)

   Полезно знать : Мощность в ваттах является аддитивной в любой конфигурации резистивной цепи: P Всего = P ₁ + P ₂ + П ₃ .. . P _n (без учета 40% потерь при установке)

   Зарядный ток для батарей

   Теперь Требуемый ток зарядки для этих двух батарей .

   (Зарядный ток должен составлять 1/10 от аккумулятора Ач)

   200 Ач x (1/10) = 20A

   Время зарядки, необходимое для аккумулятора

   Вот формула времени зарядки свинцово-кислотного аккумулятора .
   Время зарядки аккумулятора = Аккумулятор Ач / Ток зарядки
   T = Ач / А

   Например, для одной батареи 12 В, 100 Ач, время зарядки будет:

   T = Ач / А = 100 Ач / 10 А = 10 часов (идеальный случай)

   из-за некоторых потерь (было замечено, что 40% потерь произошло во время зарядки аккумулятора), таким образом, мы берем зарядный ток 10-12 А вместо 10 А, таким образом Время зарядки, необходимое для батареи 12 В, 100 Ач, будет:

   100 Ач x (40/100) = 40 (100 Ач x 40% потерь)

   номинал батареи будет 100 Ач + 40 Ач = 140 Ач (100 Ач + потери)

   Теперь требуемый ток зарядки для аккумулятора будет:

   140 Ач / 12 А = 11.6 часов.

   Требуемое количество солнечных панелей (последовательных или параллельных)?

   Теперь необходимое количество солнечных панелей нам необходимо для вышеуказанной системы, как показано ниже.

   Сценарий 1: Нагрузка постоянного тока не подключена = только зарядка батареи

   Нам известна известная формула мощности (постоянный ток)

   P = VI ………… (мощность = напряжение x ток)

   Ввод значений батарей и зарядный ток.

   P = 12 В x 20 A

   P = 240 Вт

   это требуемая мощность солнечной панели (только для зарядки аккумулятора, затем аккумулятор будет подавать питание на нагрузку i.е. прямая нагрузка не подключена к солнечным панелям)

   Сейчас

   240Вт / 60Вт = 4 шт. солнечных панелей

   Таким образом, мы подключим 4 солнечные панели (каждая по 60Вт, 12В, 5А) параллельно.

   fig: Принципиальная схема для вышеуказанного расчета для установки солнечной панели (солнечные панели только для зарядки аккумулятора)

   Вышеупомянутые расчеты и система были предназначены только для зарядки аккумулятора (а затем аккумулятор будет подавать питание на желаемую нагрузку) электрических приборов переменного тока, которые будет получать питание через инвертор и нагрузки постоянного тока через контроллер заряда (через заряженные батареи)

   Сценарий 2: нагрузка постоянного тока подключена, а также зарядка аккумулятора

   Теперь предположим, что нагрузка 10 А напрямую подключена к панелям через инвертор (или может быть нагрузка постоянного тока через контроллер заряда).Во время солнечного света солнечная панель обеспечивает 10 А для напрямую подключенной нагрузки + 20 А для зарядки аккумулятора, то есть солнечные панели заряжают аккумулятор, а также обеспечивают 10 А для нагрузки.

   В данном случае общий требуемый ток (20 А для зарядки аккумуляторов и 10 А для напрямую подключенной нагрузки)

   В этом случае, выше, общий требуемый ток в Амперах,

   20A + 10 A = 30A

   Сейчас , I = 30 A, тогда необходимая мощность

   P = V x I = 12 В x 30 A = 360 Вт

   I.е. нам нужна система мощностью 360 Вт для описанной выше системы (это как для прямой нагрузки, так и для зарядки аккумуляторов)

   Теперь необходимое количество солнечных панелей

   360/60 Вт = 6 шт. солнечных панелей

   Таким образом, мы будет подключать 6 № солнечных панелей параллельно (каждая по 60 Вт, 12 В, 5 А)

   Щелкните изображение, чтобы увеличить

   рис: Схема для вышеуказанного расчета для установки солнечной панели (солнечные панели только для зарядки аккумулятора + прямая подключенная нагрузка).

   Связанные сообщения:

   Рейтинг контроллера заряда

   Как мы рассчитали выше, зарядный ток для 200 Ач батареи составляет 20-22 А (22 А для зарядки аккумулятора + 10 А для прямой нагрузки постоянного тока), поэтому мы можем использовать заряд Контроллер около 30-32 ампер.

   Примечание: приведенный выше расчет основан на идеальном случае, поэтому рекомендуется всегда выбирать солнечную панель немного больше, чем нам нужно, потому что при зарядке аккумулятора через солнечную панель возникают некоторые потери, а также солнечный свет нет. всегда в идеальном настроении.

   Связанное сообщение: Как найти подходящий размер кабеля и провода для установки электропроводки?

   Сколько ватт солнечной панели нам нужно?

   В предыдущем посте мы показали очень простой метод, чтобы определить, сколько ватт солнечной панели нам нужно для наших бытовых электроприборов? зависит от времени солнечного сияния и нагрузки в ваттах, необходимой нам для включения электроприбора.

   Какую солнечную панель мы выбираем?

   Среди множества марок и материалов солнечных панелей, таких как c-Si, String Ribon, тонкопленочные солнечные элементы (TFSC) или (TFPV), аморфный кремний (a-Si или a-Si: H), теллурид кадмия (CdTe ) Солнечные элементы, солнечные элементы из селенида меди, индия и галлия (CIGS / CIS), BIPV: создание интегрированных фотоэлектрических панелей, гибридных солнечных элементов и фотоэлектрических панелей. Мы очень подробно обсуждали в посте «различные типы солнечных панелей с преимуществами / преимуществами, стоимостью. , и приложения »Таким образом, вы сможете найти лучший тип солнечной панели для домашнего использования?

   Похожие сообщения:

   Как работают солнечные панели

   Солнечная энергия работает, улавливая солнечную энергию и тихо и эффективно превращая ее в электричество для вашего дома или бизнеса.

   Наше солнце — это естественный ядерный реактор. Он испускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые преодолевают 149,6 миллиона километров от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут. Каждый час на нашу планету воздействует достаточно фотонов, чтобы генерировать достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить глобальные потребности в энергии на целый год.

   Solar не вырабатывает электроэнергию постоянно, но она вырабатывает электроэнергию, когда она больше всего необходима. Это касается и в дневное время, и в жаркие солнечные периоды, когда спрос на электроэнергию наиболее высок.

   Австралия — одна из самых солнечных стран в мире и идеальное место для работы солнца, особенно в часы пик.

   Как работают солнечные панели?

   Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они выбивают электроны из своих атомов. Если проводники присоединены к положительной и отрицательной сторонам ячейки, она образует электрическую цепь. Когда электроны проходят через такую ​​цепь, они вырабатывают электричество. Несколько ячеек составляют солнечную панель, а несколько панелей (модулей) могут быть соединены вместе, чтобы сформировать солнечную батарею.Чем больше панелей вы сможете развернуть, тем больше энергии вы можете ожидать.

   Из чего сделаны солнечные панели?

   Фотоэлектрические (PV) солнечные панели состоят из множества солнечных элементов в различных типах стеклянной упаковки. Солнечные элементы сделаны из кремния, как и полупроводники. Они состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле, как в батарее. Солнечные панели SunPower также покрыты проводящими клеями аэрокосмического класса и запатентованными герметиками для защиты этих элементов и минимизации разрушения под воздействием окружающей среды.

   Как солнечные панели вырабатывают электричество?

   PV солнечные панели вырабатывают электроэнергию постоянного тока (DC). При использовании электричества постоянного тока электроны движутся по цепи в одном направлении. В этом примере показана батарея, питающая лампочку. Электроны движутся с отрицательной стороны батареи через лампу и возвращаются к положительной стороне батареи.

   При использовании электричества переменного тока (переменного тока) электроны толкаются и притягиваются, периодически меняя направление, подобно цилиндру двигателя автомобиля.Генераторы создают электричество переменного тока, когда катушка с проволокой вращается рядом с магнитом. Многие различные источники энергии могут «повернуть ручку» этого генератора, например, газ или дизельное топливо, гидроэлектроэнергия, атомная энергия, уголь, ветер или солнце.

   Электроэнергия переменного тока

   используется в электрических сетях Австралии, которые работают по всей стране и питают тысячи домов. Однако солнечные панели создают электричество постоянного тока. Как получить электроэнергию постоянного тока в сеть переменного тока? Используем инвертор.

   Что делает солнечный инвертор?

   Солнечный инвертор получает электричество постоянного тока от солнечной батареи и использует его для создания электричества переменного тока.Инверторы подобны мозгу системы. Наряду с преобразованием постоянного тока в переменный, они также обеспечивают защиту от замыканий на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, производство энергии и отслеживание точки максимальной мощности.

   Центральные инверторы с самого начала доминировали в солнечной промышленности. Внедрение микроинверторов — один из самых больших технологических сдвигов в фотоэлектрической индустрии. Микроинверторы оптимизируются для каждой отдельной солнечной панели, а не для всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы.Это позволяет каждой солнечной панели работать с максимальным потенциалом. Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (возможно, она находится в тени или загрязнена) может снизить производительность всей солнечной батареи. Другой вариант, который следует рассмотреть, — это использовать микроинверторы на каждой из панелей. Если одна солнечная панель неисправна, остальная часть солнечной батареи по-прежнему работает эффективно.

   Как работает система солнечных батарей?

   Вот пример того, как работает домашняя солнечная энергетическая установка.Сначала солнечный свет попадает на солнечную панель на крыше. Панели преобразуют энергию в постоянный ток, который течет к инвертору. Инвертор преобразует электричество из постоянного тока в переменный, который затем можно использовать для питания вашего дома. Это красиво, просто и чисто, и с каждым днем ​​становится все более эффективным и доступным.

   Однако что произойдет, если вы не дома, чтобы использовать электричество, которое вырабатывают солнечные батареи каждый солнечный день? А что происходит ночью, когда ваша солнечная система не вырабатывает электроэнергию в реальном времени? Не волнуйтесь, вы также можете воспользоваться системой, называемой «льготными тарифами», в зависимости от вашего штата и розничного продавца электроэнергии.

   Типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, в часы пик в дневное время часто вырабатывает больше энергии, чем требуется одному потребителю, поэтому избыточная энергия возвращается в сеть для использования в другом месте. Заказчик получает кредит за произведенную избыточную энергию и может использовать этот кредит для получения энергии из обычной сети в ночное время или в пасмурные дни.