+

Современные технологии позволяют практически всем использовать альтернативные источники электроэнергии, которые взаимодействуют с природными ресурсами. Одним из таких устройств являются солнечные батареи, преобразующие энергию от солнца в электропитание. Конструкция предполагает наличие фотоэлектрических компонентов, которые при объединении способны обеспечить требуемую мощность. В статье мы рассмотрим принципы, по которым производится установка солнечных батарей в частных домах.

На сегодняшнем рынке можно найти широкий выбор панелей, предназначенных для преобразования солнечной энергии. Однако продукция может принципиально отличаться как по типу материала, так и по другим параметрам. Помимо этого важно знать, как осуществляется монтаж солнечных батарей своими руками.

Особенности солнечных батарей

Что касается домашнего использования подобных преобразователей, то здесь можно выделить следующие преимущества:

  1. Длительный срок эксплуатации. Со временем изначальные возможности не теряются.
  2. Редкие поломки. В большинстве случаев неисправностей в работе солнечных батарей не наблюдается. Поэтому вам вряд ли понадобится специализированное сервисное обслуживание.
  3. Применение альтернативных источников позволит вам существенно экономить на газу и электричестве.
  4. Эксплуатация солнечных батарей проста и непринужденна.

Недостатками отметим следующие пункты:

  1. Это дорогостоящая технология.
  2. Эффективность батарей значительно уступает обычным энергоисточникам.
  3. Для получения альтернативной энергии потребуется дополнительное оборудование – это дополнительная статья расходов.
  4. Применение солнечной энергии нецелесообразно для тех бытовых приборов, которым требуется больший объем мощности.

Принцип работы солнечных батарей

Если вы еще не покупали солнечные батареи, а только задаетесь вопросом монтажа и реализации альтернативного источника, тогда полезно будет рассмотреть принцип работы устройства:

  1. Объем вырабатываемой энергии не может зависеть от эффективности самой панели. Абсолютно все модели способны дать одинаковую модность, все отличия состоят в том, что для более «сильной» продукции нужно меньше места.
  2. Например, 8 квадратных метров батарей обеспечивает получение киловатта энергии. Чтобы получить такой же результат на основе аморфного кремния, вам потребуется уже 20 квадратных метров.
  3. Помимо этого, результирующая энергия зависит не только от площади, но и от интенсивности солнечного излучения.


Монтаж солнечных панелей

Установка солнечных батарей выполняется на специальную конструкцию, на которой солнечные элементы способны выдерживать различные атмосферные явления в виде дождей, ветра и так далее. Данная конструкция может быть трех видов:

  1. Наклонный подходит для скатных крыш.
  2. Горизонтальный подходит для плоских кровель.
  3. Свободностоящий вид ставится на крыши любого типа.

Процесс монтажа системы получения альтернативной энергии выглядит следующим образом:

  1. Чтобы закрепить конструкцию, вам потребуются угольники 50 на 50 мм и уголки для распорок толщиной 25×25 мм. Эти детали позволят получить вам нужный уровень прочности при выбранном угле наклона.
  2. Собирать каркас желательно при помощи болтов диаметром 6 и 8 мм.
  3. Под покрытием крыши фиксирующий скелет крепится посредством применения шпилек – размер 12 миллиметров.
  4. В самих угольниках сверлятся отверстия, на которые закрепляются солнечные панели.
  5. Во время проведения работ следите, чтобы каркас не перекосился, потому как в противном случае стекло на панелях может просто лопнуть.
  6. Если работы выполняются на балконе – все действия выполняются по аналогичному принципу, только конструкцию нужно монтировать на наклонный каркас. Фиксацию желательно выполнять на торцевой и несущей стене на солнечной стороне здания.

Дополнительные рекомендации по монтажу солнечных батарей

Чтобы получить максимальный КПД, необходимо придерживаться следующих советов:

  1. Монтаж производите сугубо на крышах или стенах. Для закрепления конструкции нередко применяются специальные опоры.
  2. В любых случаях тень не должна попадать на панели. Располагайте панели таким образом, чтобы минимизировать притенение от соседних домов, деревьев и так далее.
  3. Учитывайте, что солнечные батареи устанавливаются рядами. Убедитесь в том, что верхние не будут затемнять доступ нижним рядам.
  4. Незначительное попадание тени на фотоэлементы способно спровоцировать прекращение «производства» энергии. Помимо этого, велика вероятность появления токов обратной связи, что может повлечь за собой выход из строя всей панели.
  5. Чтобы батареи работали эффективно, определите правильную ориентацию к солнцу. Это нужно для того, чтобы вся панель могла получить максимум энергии в течение дня. Вычисление ориентации выполняется на основе положения здания. К примеру, установка выполняется на северной части дома, то панели закрепляются в направлении юга.
  6. Во время работ по установке учитывайте угол наклона изделия. Этот параметр также определяется по географическому местоположению. Иными словами, угол равняется широте расположения здания. Это обусловлено тем, что в течение года солнце сменяет свою высоту над горизонтом. Поэтому в конструкции важно предусмотреть возможность коррекции.
  7. Монтируйте солнечные элементы так, чтобы к ним можно было получить доступ. Эти конструкции не требуют дополнительного ухода, но периодически желательно производить очистку альтернативного «участка» от снега или грязи. Наличие лишних частиц чего-либо на фотоэлементах также снижает эффективность всей установки в целом.

Подводя итог, отметим, что установка солнечных батарей является не простым процессом, в котором нужно учитывать большое количество особенностей. Основные моменты мы рассмотрели в статье. Поэтому если вы не обладаете опытом монтажа рассматриваемого источника энергии – лучше доверить все работы профессионалам своего дела. Это целесообразно сделать из соображений высокой стоимости оборудования, необходимости корректного расчета требуемой мощности и прочих важных параметров.

Солнечные батареи – это хороший вариант сэкономить немалую долю затрат на расход энергии в любое время года.

Материалы: http://krovlyamoya.ru/remont/kak-ustanovit-solnechnye-batarei-svoimi-rukami.html

+

В своём доме – всё своими руками!

Купить солнечные батареи и установить их с ошибками, которые не позволят снимать максимальную энергию, как минимум обидно. Рассмотрим типичные ошибки, возникающие при установке солнечных батарей .

«Солнечная батарея» на самом деле условное название. По факту этот огромный «транзистор» называется «Фотоэлектронный преобразователь» (ФЭП). Из чего становится понятно: сколько «фотонов» он получит (инсоляция), столько сможет преобразовать в «электроны», учитывая свой КПД.

Для монокристаллического кремния это 17–20 %, поликристаллического и аморфного – менее 10 %.

Солнечные поликристаллические модули несколько дешевле, но эта разница сомнительна. А вот ежегодная потеря мощности, ввиду ненормированных загрязнений (естественные, неконтролируемые химические реакции быстро окисляют подложку), КПД стремится к нулю.

Если вы приобретаете их на 2–3 года, это ещё может быть оправдано, но если на «всегда», то нет.

Крепление солнечных батарей осуществляется с помощью локерных саморезов или резьбовых соединений в любом удобном месте алюминиевой, профильной рамки.

Ориентировать ФЭП старайтесь строго на юг. Именно с юга приходит максимум «фотонов» пройдя атмосферу под прямым углом, с минимальными потерями.

Находясь на востоке или западе, солнечная энергия проходит атмосферные слои по диагонали, со значительными потерями.

Человеческий глаз в течение дня адаптируется и ему кажется, что солнце светит одинаково утром, днём и вечером. На самом деле разница в освещении значительна. Это подтвердит Вам любой фотограф.

Угол установки относительно горизонта для круглогодичного использования должен совпадать с параллелью. Для Санкт-Петербурга это 60 градусов. Хорошо если есть возможность менять угол, хотя бы два раза в год, весной уменьшают до 45°, а осенью увеличивают до 75°.

Устанавливать следящую систему, нецелесообразно, т.к. её стоимость сопоставима с ценой трёх ФЭП, а эффективность повышает на 40 %, и увеличивает вероятность на отказ в силу парусности при порывах ветра.

Иными словами, дешевле и спокойнее поставить два ФЭП. Хотя один наш клиент, фермер в Псковской области, смастерил нечто оригинальное с помощью цепной велосипедной передачи и ходиков с гирьками.

Утром встанет, выйдет во двор, гирьки перетянет и в курятник. Обещал запатентовать, разбогатеть, купить, и застеклить курам крышу «солнечными батарейками». Зачем, спрашиваю? – Летом кондиционер, зимой свет будет.

При стандартной освещённости 1000 Вт/м2 , ФЭП “переваривает” 17–20 %, это 170–200 Вт.

Возникает вопрос: – Где остальные 800–830 Вт?

К сожалению, выделяются в виде тепловой энергии. И как транзистор ФЭП негативно реагирует снижением КПД на каждый градус. В солнечный день нагрев достигает 75 °С. (На фото не лучший вариант).

Если ещё прикрутить батарею наглухо к черному рубероиду, то в солнечную погоду можно смело готовить яичницу.

Старайтесь обеспечить максимально низкотемпературный тепловой режим. Проще говоря, минус 30 лучше, чем ноль.

Если Вы устанавливаете солнечные батареи на плоскую кровлю (рубероид, жесть), старайтесь приподнять фотопанель хотя бы на несколько сантиметров. Так, чтобы снизу “продувало”. Если на волнистую (ондулин, шифер), это необязательно, хотя не повредит.

Идеальный вариант, если скат крыши плоский и ориентирован на юг.

В этом случае на скат прикручиваются в размер солнечного модуля два уголка, с выносом над коньком около 70 см, и на уголках закрепляется модуль выше конька так, чтобы между коньком и солнечным модулем было 15–20 сантиметров.

Аналогичным образом можно поступить, свесив солнечную батарею на уголках ниже ската крыши, что предпочтительнее. В случае с волнистой крышей вместо уголка применяются трубы, подходящего диаметра.

Сам солнечный модуль следует располагать горизонтально, что снижает разницу температур верх/низ в два раза, в сравнении с вертикальным расположением.

Снижение температуры на несколько градусов существенно влияет на КПД солнечных батарей. Даже один процент мощности за сезон получается существенно.

Старайтесь установить солнечную батарею на максимально освещенном, незатеняемом, проветриваемом, светлом месте. Фотопанель преобразует и отражённый, рассеянный свет, причём тыльная сторона тоже активна.

Если в снежном поле установить солнечный модуль, он преобразует больше на 35–50 % энергии, отражённой от снега на тыльную сторону.

В итоге Вы получите мощность выше, чем заявили производители солнечных батарей.*

Если Вы устанавливаете солнечные батареи на фронтон, то желательно покрасить его и свесы крыши в светлые тона.

Это увеличит количество отражённого, рассеянного излучения и снизит нагрев в зоне солнечной батареи. Также предохранит стены Вашего дома от значительных температурных перепадов день/ночь, которые не продлевают долговечность строения.

Пассивная защита от снега сводится к выбору места и правильной установке солнечных батарей.

На фото наглядно показаны результаты. Солнечные батареи на скате крыши и над верандой занесены снегом. На фронтоне весело преобразуют солнечное излучение в направленно движущиеся электроны.

Солнечный модуль на западном скате установлен неправильно.

Модуль над верандой необходимо поднять выше и уменьшить угол наклона. На снимке он равен 55 градусам.

Летом свесы над фронтоном ограничивают освещённость утренними и вечерними лучами солнца, что несколько компенсируется высотой солнцестояния.

Наглядный пример. И хотя модуль направлен на запад, снег почти не задерживается, благодаря продуваемому пространству и отсутствию упора снизу.

Жесткость крепежа оставляет желать лучшего.

Меньше всего электроэнергии солнечные батареи в нашем климате вырабатывают осенью. В пасмурную погоду межсезонья, когда световой день сократился, а снег ещё не выпал.

С первым снегом, когда отражающая способность поверхности земли значительно увеличивается, общая освещённость рассеянным излучением повышается.

Здесь оказывает влияние и характер местности. Снежное поле отражает до 90% солнечных лучей или рассеянного излучения. Угол установки солнечных батарей в этих условиях соответствует географической широте, минус 15 – 20 градусов.

Особенно это заметно, если солнечные элементы ламинированы на текстурированном стекле, о чём мы писали на странице Как выбрать солнечную батарею или модуль.

Плотная застройка или лес практически не отражают солнечный свет. Поэтому целесообразно увеличить угол наклона, с целью принять отражённый свет неба и облаков.

Контроллер заряда – оставляет избыток энергии на солнечной батарее. Максимум, что он выдаёт это 13,7 вольт в режиме подзаряда и 14,4 вольт в режиме форсированного заряда.

Подобно автомобилю, никогда не зарядит аккумулятор (АКБ) полностью. Для 100% заряда необходимо конечное напряжение 16,2 вольт.

Как аргумент простая арифметика:

При напряжении контроллера заряда в форсированном режиме 14,4 вольта, мало того что аккумулятор находится в перманентно не дозаряженном состоянии, что значительно сокращает срок службы, так мы ещё вычитаем из АКБ полезную ёмкость.

Т.е., при ёмкости АКБ 100 A/h мы можем позволить себе только 70 A/h. Разница при напряжении 12,6 вольт, 378 ватт или более 25 часов работы энергосберегающей лампы мощностью 15 Вт, сопоставимой с лампой накаливания 75 Вт.

Если учесть, что разряд АКБ не желателен более чем на 50% в тёплоё время года, и на 25% зимой, что нам остаётся?

Только лучину сушить.

Увеличивать до бесконечности количество АКБ, тоже нельзя, т.к. увеличивается суммарный ток утечки, саморазряд.

Надеюсь, мы убедили Вас отказаться от контроллера и сократить свои затраты.

Хотя многие наши “коллеги”, будут возражать, в силу сокращения товарно-денежного оборота.

Мы не альтруисты, мы считаем, что довольный клиент лучше разочарованного в любом аспекте.

Аналоговый коммутатор балластной нагрузки – отбирает лишнее, и использовать её можно в любом виде, освещение, нагрев, подъём воды, при 100% заряженной АКБ.

Подключите к нему 12-ти вольтовый насос, фонтан, работать он будет только днём и служить индикатором заряда (вариантов множество).

Работает, значит АКБ заряжена на 100%, а Вы, помимо эстетики, получаете свежесть и отрицательно заряженные ионы.

В холодное время года, можно подключить любой электронагревательный прибор с рабочим напряжением 12 вольт. Автомобильная накидка с подогревом, инфракрасный излучатель, вентилятор принудительной циркуляции солнечного коллектора и т.п.

Стабилизатор, как любой электроприбор, потребляет электроэнергию, которая выделяется в виде тепла. Это около 15 % полезной энергии.

Не используйте стабилизатор, инвертор достаточно хорошо стабилизирует выходное напряжение. Если не использовать «дремучие» радиоприборы, то проблем не возникает.

Не выбрасывайте отслужившие свой срок UPS (источники бесперебойного питания – ИБП).

Это универсальный электроприбор, содержащий в себе инвертор, зарядное устройство, стабилизатор и аккумулятор. Причём форма выходного сигнала ближе к «чистому синусу», нежели у инвертора с модифицированной синусоидой.

И уж коли UPS используется для питания компьютера, будьте уверены, любой радиоэлектронный прибор чувствует себя с ним комфортно.

Инвертор с «чистым синусом» сложнее и в разы дороже, чем с модифицированной синусоидой.

Любое усложнение электрической схемы повышает вероятность на отказ.

Между тем, источник бесперебойного питания защитит аккумуляторную батарею от глубокого разряда своевременным отключением, при падении напряжения ниже допустимого.

И уж коли UPS используется для питания компьютера, будьте уверены, любой радиоэлектронный прибор чувствует себя с ним комфортно.

Инвертор с «чистым синусом» в разы дороже, чем с модифицированной синусоидой.

После нескольких лет эксплуатации, в силу естественных химических процессов, гелиевый аккумулятор теряет свою ёмкость и UPS просто перестаёт работать.

Вскройте его (естественно отключив от сети), извлеките аккумулятор и отнесите, вместе со старыми батарейками в местную администрацию.

Быть может это заставит их обязать торгующие организации принимать отслужившие свой срок химические источники тока, а не устраивать токсическую атаку природе.

Природа не злопамятна, она мстит почти сразу.

Нарастите провода сечением не менее 4 мм.кв и подключите к клеммам аккумулятора. Соблюдайте полярность, защитного диода в этой цепи нет! Особое внимание уделите качеству контактов.

Если периодически пользуетесь жидкотопливным генератором, подключите UPS к нему. В этом случае UPS выполняет функции зарядного устройства, а подключенные к нему потребители на время работы электрогенератора автоматически запитываются от него.

При использовании ИБП в качестве инвертора с чистым синусом, старайтесь не перегружать его при длительной работе более чем, на половину паспортной мощности. Во избежание перегрева.

В противном случае установите в него кулер принудительного охлаждения с возможностью ручного отключения. Это позволит экономить альтернативную электроэнергию и обеспечить абсолютную тишину при незначительных нагрузках или в дежурном режиме.

Благо, после удаления старого гелиевого аккумулятора, свободного места для установки дополнительных элементов предостаточно.

Подключить кулер желательно в цепь питания инвертора, после реле переключения режимов работы сеть/инвертор.

Далее согласно инструкции.

Что касается спутниковой антенны и тюнера, «Триколор», «НТВ+» и пр., иногда при работе от инвертора с модифицированной синусоидой наблюдаются помехи в виде бегущих по экрану тонких, горизонтальных полос.

При работе от источника бесперебойного питания (UPS) этих проблем не возникает. Причём, чтобы не перегружать UPS, совсем необязательно подключать к нему телевизор или монитор.

Их вполне устраивает инвертор с модифицированной синусоидой, если технические возможности не позволяют запитать постоянным напряжением 12 вольт.

Подключайте к UPS особо «капризные» электроприборы.

Но это совсем не означает, что к нему нельзя подключать всё остальное (кроме электрического стула – уголовно наказуемая нагрузка).

Эта запись защищена паролем. Введите пароль, чтобы посмотреть комментарии.

Материалы: http://vse-svoe.com/?p=4774

+

Установка солнечных батарей – прекрасный способ обеспечить дачный дом или коттедж бесплатной постоянной электроэнергией. Однако на начальном этапе это решение требует определенных финансовых затрат, которые многим кажутся чрезмерными. Связаны эти затраты прежде всего с расходами на приобретение, собственно, комплекта панелей и монтажа его на крыше дома.

Отличный способ сэкономить и сделать переход на альтернативную энергию еще более выгодным –установить солнечные батареи самостоятельно, без вызова бригады монтажников. Сделать это вполне возможно, но нужно обязательно соблюдать некоторые правила. В противном случае фотопанели не будут эффективно работать и не оправдают затраченных на них средств.

Общие правила

Помимо конкретной монтажной технологии существует несколько общих требований.

Освещенность

Солнечные батареи нужно размещать в самом освещенном месте (крыша здания, фасад). При этом недопустимы никакие затенения (даже частичные) рабочей поверхности панели.

Направление

Батареи надо устанавливать на южном скате кровли, в этом случае поток солнечных лучей, падающих на их поверхность, будет максимальным.

Монтировать панели своими руками нужно под углом к горизонту. Угол наклона зависит от географической широты места (совпадает с ней). Однако для увеличения производительности системы данный угол лучше варьировать. Так, летом его нужно увеличить примерно на 12°, а зимой, соответственно, уменьшить на 12°. Если такое решение невозможно, угол выбирается постоянным и равным географической широте.

Обслуживание

Загрязнение поверхности солнечных панелей приводит к ощутимому (не менее 10%) снижению их производительности. Поэтому их нужно систематически очищать от пыли или налипшего снега. Это нужно предусмотреть до монтажа гелиополя.

При установке батарей на земле (обычно такой вариант используют на даче) их нужно обязательно приподнять примерно на 50 см от уровня почвы (чтобы рабочая поверхность не была перекрыта выпавшим снегом). Если изделия будут использоваться только летом, приподнимать их необязательно.

Еще один аспект, который нужно обязательно учесть, чтобы правильно установить солнечные панели для дома, - тип кровли.

Монтаж на разных типах крыш

Каждая крыша имеет свои особенности, которые в конечном итоге могут сыграть решающую роль при определении технологи установки.Важное значение имеет даже цвет кровли. Темные крыши очень сильно нагреваются от солнца, что неминуемо приведет к перегреву фотопанелей. Поэтому если крыша покрыта темным материалом. В местах установки батарей нужно предусмотреть дополнительное светлое покрытие.

Плоские кровли

Установить своими руками фотопанели на такой крыше довольно просто. По сути, плоская кровля – самый подходящий вариант для размещения солнечных батарей, достаточно приобрести специальные опорные рамы, ориентировать их на юг и закрепить на них панели под нужным углом. Более того, в этом случае можно без труда регулировать угол наклона в соответствии с временем года и повышать тем самым энерговыработку. Обслуживать и очищать панели в этом случае также очень просто. Если нужно разместить батареи в несколько рядов, то опорные рамы выбираются многоярусные.

Наклонные кровли

На наклонных кровлях солнечные батареи монтируются при помощи специальных креплений, которые приобретаются вместе с ними. При этом обязательно учитывается материал крыши (черепица, профнастил, металлочерепица и т.д.), так как для каждого материала разработаны отдельные типы креплений и отдельные монтажные технологии. Нарушать или менять их недопустимо.

Монтаж панелей на наклонной крыше выполняется с обязательной выдержкой зазора между, собственно, панелью и кровлей. Делается это для обеспечения свободной циркуляции воздуха и охлаждения фотопанели.

Дополнительные условия

Если установка солнечных панелей ведется в несколько рядов, то между рядами необходимо выдержать определенное расстояние. Это делается для того, чтобы верхние батареи не затеняли нижние. Промежуток между рядами должен составлять минимум 1,7 от величины ряда (высоты батареи). Также нужно оставлять зазоры между соседними панелями в ряду. Сделать это необходимо для обеспечения удобства крепления, подключения и обслуживания каждой гелиобатареи.

При монтаже панелей надо учитывать и длину коммутационных кабелей. Чем она меньше, тем меньше будут потери напряжения, а значит, и энергии. Причем это относится как к соединениям между самими панелями, так и к кабелям, которые ведут к остальному оборудованию (контроллеру, АКБ и т.д.). К примеру, длина кабеля от АКБ до контроллера не должна превышать 4 м.

Крепления

Закрепляются батареи как минимум в 4-х точках. При этом надо учитывать, что большинство монтажных рам и креплений рассчитано на фиксацию по длинной стороне, то есть батарея должна быть ориентирована вертикально, а не горизонтально.

Чаще всего для крепежа панелей применяются либо прижимные фиксаторы, либо болтовые соединения через края монтажных рам. В любом случае использовать нужно только специально предназначенные для этих целей приспособления, только они гарантируют надежную фиксацию батарей.

Материалы: http://solarb.ru/kak-pravilno-ustanovit-solnechnye-batarei-dlya-doma-ili-dachi