Солнечные батареи для дачи и дома: принцип работы и подбор комплектующих. принцип действия солнечных батарей

Качество продаж и перспективы развития солнечных технологий

Современны рынок и его технологии продаж не оставляют у покупателя однозначной оценки. Особенно высокотехнологическое оборудование и устройства. Это касается и рынка по продаже солнечных систем электроснабжения. Так как технологии производства сами по себе очень энергоемкие, то при желании приобрести солнечные батареи или купить солнечную электростанцию для дома, цена в обоих случаях будет призывать к детальному анализу не только по техническим и технологическим особенностям, но и по экономическим обоснованиям.

Немаловажным фактором при покупке ФСЭ является качество услуг продажи. Если под ценой товара мы будем понимать только его чековый номинал, то под стоимостью мы можем в рамках статьи договориться понимать еще и все виды накладных расходов, надежность продавца и товара, а также затраты времени и моральные силы.

Так, стоимость солнечных батарей для дома или стоимость комплекта солнечной электростанции для дома одного и того же производителя у разных продавцов может существенно отличаться. Причина может быть следующей:

предварительный инженерный расчет продавец не проводит. Значит, вам требуется обратиться в другое место. А это время и транспорт;
продавец проектных работ не осуществляет. Придётся потратиться, использовать дополнительное время и транспорт;

3D-схема установки солнечных панелей

некоторые комплектующие у продавца отсутствуют. Вам опять придётся искать товар в другом магазине, что может быть дороже и опять потребуется дополнительное время и транспорт;
монтажных бригад по установке оборудования у продавца просто нет. Снова затраты по времени;
продавец логистикой не занимается

Значит, возможна ситуация, когда все будет в сборе, но одного важного элемента придётся ждать неизвестное количество дней. И так далее.

Будущее за альтернативными источниками энергии

Стремительное проникновение в нашу жизнь новых технологий применения альтернативных источников электричества и тепла направляет наш выбор все чаще приобретать солнечные электростанции, солнечные коллекторы (теплостанции), бытовые ветро- и гидростанции, а также применять тепловые насосы и разнообразные электрогенераторы. Так за последние годы получен значительный опыт в применении во многих сферах хозяйствования фото электрических систем электроснабжения. Это касается применения солнечных батарей и солнечных коллекторов в бытовых условиях: в частных домах и на дачах.

Использование солнечной энергии — оптимальное решения для дома и дачи

В заключение можно сказать, что рынок солнечных технологий в настоящее время предлагает широкий выбор разнообразного оборудования. И самое главное, учитывая приемлемую стоимость комплектов солнечных батарей для дома, отзывы об их высоком качестве и длительном периоде надежной эксплуатации, можно сделать вывод, что применение данного оборудование становится в большей степени целесообразным и позволяет участвовать в масштабных экологических проектах и программах.

Как работает солнечная батарея

Все живое на земле возникло, благодаря энергии солнца. Ежесекундно на поверхность планеты поступает огромное количество энергии в виде солнечного излучения. В то время, как мы сжигаем тысячи тонн угля и нефтепродуктов для обогрева жилища, страны, расположеные ближе к экватору изнывают от жары. Пустить энергию солнца на нужды человека — вот достойная для пытливых умов задача. В этой статье мы рассмотрим конструкцию прямого преобразователя солнечного света в электрическую энергию — солнечного элемента.

Тонкая пластина состоит из двух слоев кремния с различными физическими свойствами. Внутренний слой представляет собой чистый монокристаллический кремний, обладающий дырочной проводимостью. Снаружи он покрыт очень тонким слоем «загрязненного» кремния, например с примесью фосфора. На тыльную сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт. У границы n-и p- слоёв в результате перетечки зарядов образуются обеднённые зоны с нескомпенсированным объёмным положительным зарядом в n-слое и объёмным отрицательным зарядом в p-слое. Эти зоны в совокупности и образуют p-n-переход.

Возникший на переходе потенциальный барьер препятствует прохождению основных носителей заряда, т.е. электронов со стороны p-слоя, но беспрепятственно пропускают неосновные носители в противоположных направлениях. Это свойство p-n-переходов и определяет возможность получения фото-ЭДС при облучении ФЭП солнечным светом. Когда СЭ освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электронно-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область.

Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой. В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой — положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение. Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой — положительному.

Большинство современных солнечных элементов обладают одним p-n-переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрический отклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергия которого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии не используются. Преодолеть это ограничение позвляют многослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны. Такие элементы называются многопереходными, каскадными или тандемными. Поскольку они работают со значительно большей частью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования у них выше. В типичном многопереходном солнечном элементе одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, что солнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещенной зоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией.

Батареи работают не от солнечных лучей, а от солнечного света в принципе. Электромагнитное излучение достигает земли в любое время года. Просто в пасмурную погоду энергии вырабатывается меньше. Например, мы устанавливали автономные фонари на солнечных батареях. Конечно, бывают небольшие промежутки, когда батареи не успевают полностью заряжаться. Но в целом за зиму это не так уж и часто происходит.

Интересно, что даже если на солнечную панель попадает снег, она все равно продолжает преобразовывать солнечную энергию. А за счет того, что фотоэлементы нагреваются, снег сам оттаивает. Принцип такой же, как подогрев стекла у машины.

Идеальная зимняя погода для солнечной батареи морозный безоблачный день. Иногда в такие дни даже рекорды по генерации можно устраивать.

Зимой эффективность солнечной батареи падает. В Москве и Подмосковье в среднем в месяц она вырабатывает в 8 раз меньше электроэнергии. Скажем, если летом для работы холодильника, компьютера и верхнего освещения дома нужен 1 кВт энергии, то зимой для надежности лучше запастись 2 кВт.

При этом на Дальнем Востоке продолжительность солнечного сияния больше, эффективность снижается всего в полтора-два раза. Ну и, конечно, чем южнее, тем меньше разница между зимним и летним периодом.

Так же важен угол наклона модулей. Можно выставить универсальный угол, на целый год. А можно каждый раз менять, в зависимости от сезона. Делают это не владельцы дома, а специалисты, которые выезжают на место.

Разновидности фотоэлементов

Солнечные батареи классифицируются по нескольким признакам:

мощности;
конструкции и структуре;
материалу фотоэлектрического преобразователя.

Мощность солнечных элементов зависит от их площади и конструктивных особенностей. Промышленностью выпускается большое количество моделей: от миниатюрных (например, для портативной электроники) до крупногабаритных вариантов (для зданий, электростанций).

Конструктивно модули могут быть:

гибкими;
жесткими.

Использование тонкопленочных гибких моделей позволяет нивелировать некоторые неровности монтажной поверхности. В этом плане они универсальнее. Но гибкие панели дороже жестких аналогов.

По структуре панели бывают двухслойными и многослойными. КПД последних достигает 32 %, что на сегодняшний день делает их наиболее эффективным вариантом.

ФЭП по материалу фотоэлектрического слоя могут быть:

кремниевыми;
органическими;
теллурий-кадмиевыми;
арсенид-галлиевыми;
полимерными.

Это далеко не полный перечень. Постоянно появляются новые материалы.

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.

Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.

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.

Преимущества и недостатки использования всех вариантов

От того, где будут располагаться элементы системы, зависит ответ на вопрос как выбрать солнечную батарею для квартиры.

Прежде всего, необходимо использовать следующую формулу расчета требуемой мощности и площади панелей:

Pсб * Ei / k = Eп, где

Pсб – мощность батареи;
Ei – среднесуточный уровень солнечной инсоляции для данной широты и долготы места расположения станции;
k – средний коэффициент энергопотерь, равный для станции такого типа ≈1,3;
Eп – ожидаемая среднесуточная генерация, нужная для обеспечения энергией всех устройств, которые будут ее потреблять.

Таким образом, солнечные панели для квартиры мощностью 1 кВт, например, в Краснодаре обеспечат среднесуточную генерацию:

1 кВт * 4,02 кВт*ч-м2 / 1,3 = 3 кВт*ч в сутки.

Однако зимой этот показатель сократится примерно в 2,5 раза, до 1,2 кВт*ч в сутки, а летом – в 1,5 раза увеличится, до 6 кВт*ч в сутки.

При средней производительности панелей 400 ватт/1 м2 понадобится 2,5 м2 эффективной площади для получения такой выработки.

1. Балкон.

При размещении электростанции на балконе максимальная площадь под фотоэлектрические модули может составить 5-10 м2, что равноценно 2-4 кВт генерации ежесуточно. Такого количества энергии явно недостаточно для полноценного снабжения всех имеющихся в доме устройств. Однако при кратковременных отключениях в централизованной сети солнечные батареи для квартиры дадут возможность на протяжении многих часов обеспечивать:

освещение дома LED-лампами;
работу пары ноутбуков;
зарядку телефонов;
кратковременное включение более мощных приборов – энергосберегающего холодильника, микроволновой печи, фена или утюга.

Несмотря на довольно скромные возможности, именно такой вариант среди россиян очень популярен. Причины тому следующие:

подобная система обходится сравнительно недорого и может быть установлена даже самостоятельно;
все вспомогательные элементы – контроллер, инвертор, кабельные соединения – легко разместить прямо на балконе;
модули легко моются и проверяются, не требуя использования специального оснащения;
экономия электроэнергии составляет порядка 1000 кВт*часов в год;
система полностью автономна, абсолютно надежна и гарантирует защиту от перебоев с питанием во многих случаях, когда это критически важно.

Из недостатков отмечается:

возможность использовать только стороны дома, выходящие на юг, юго-запад или юго-восток;
ограниченность эффективной площади размерами балкона;
необходимость размещения внутри всего оборудования, включая аккумуляторные батареи;
ненулевая вероятность срыва панелей при сильных ветрах и бурях.

2. Стена дома.

Если удастся договориться с соседями, полезную площадь комплекта солнечных батарей для городской квартиры удастся увеличить до 20 квадратных метров. Это даст около 8 кВт мощности, или 24 кВт среднесуточных. Производительность и КПД панелей при этом будет выше, чем балконных, за счет более точной ориентации на солнце.

К явным достоинствам СЭС такого типа относятся:

возможность полностью автономно обеспечивать квартиру электроэнергией весной, летом и осенью, с небольшими ограничениями зимой;
использовать солнечные батареи даже для отопления квартиры при наличии газового, а не электрического двухконтурного котла;
гарантировать отсутствие скачков напряжения, что исключит вероятность поломок дорогостоящей компьютерной и бытовой техники.

Недостатки:

бессмысленность размещения панелей на стенах, выходящей на север, северо-восток или северо-запад;
сложность в монтаже и обслуживании;
высокая стоимость набора оборудования, включая АКБ.

Достоинства и недостатки батарей на солнечной энергии

Для дома и дачи требуется устанавливать надежные батареи, чтобы использовать их в качестве отопления.

Преимущества такого обогрева

автономность использования, что удобно для дачи;
комплекс не требует дорогостоящего обслуживания;
солнечная энергия экологически чистая и неиссякаемая ;
комплекс работает бесшумно. располагается на крыше и не занимает полезного пространства;
солнечные панели безопасны и долговечны ;
монтаж панелей очень прост, и его можно выполнить своими руками;
для установки не требуется разрешений.

Но существуют и недостатки:

покупка довольно дорогостоящая и может сильно ударить по кошельку:
если в году мало солнечных дней или продолжительность дня невелика, то комплекс будет малоэффективен.

В зависимости от типа установленного комплекса и сложности системы, отопление можно регулировать. Для отопления нужно выбирать качественные и надежные, чтобы они не подвели и прослужили как можно дольше. При выборе нужно рассчитать необходимое количество панелей. Например, чтобы обеспечить нужды семьи из четырех человек, потребуется примерно двадцать квадратных метров. Расчеты следует делать с учетом, что 1 квадратный метр панелей дает мощность в 120 Вт.

Как работают солнечные батареи

Солнечный свет попадая на элементы солнечных панелей, преобразуется в постоянный электрический ток. Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный ( в привычные нам 220в), а он, попадая в контроллер, отправляется к потребителям (бытовой технике, осветительных устройств). Аккумулятор же выполняет роль буфера между солнечными батареями и инвертером. Мощность инверторов может быть разной: 250-8000 Вт

Главные параметры, на которые следует обращать внимание: напряжение, мощность. Причем нужно не просто изучить характеристики, а соотнести эти параметры друг с другом

Отмечают наиболее подходящие варианты, исходя из напряжения (В) и мощности (Вт):

12 В, 600 Вт;
24 В, 600-1500 Вт;
48 В, от 1500 Вт и выше.

https://www.youtube.com/watch?v=6gicYfuIeI4
Принцип действия солнечных батарей

Существующие разновидности преобразователей:

Автономные. Функционируют без подключения к основной энергосети. При выборе автономных преобразователей учитывают мощность всей подключаемой техники. Дополнительно делают запас, т. к. некоторые устройства при включении создают повышенную нагрузку из-за существенных значений пусковых токов.
Синхронные. Модуль подключен к основной энергосети. Он также оснащен аккумуляторной батареей, имеет свойство накапливать энергию. Излишки «сбрасываются» обратно в сеть. При возникновении перебоев (отмечается недостаток электроэнергии), модуль снова получает требуемое количество от основного источника.

Существуют также многофункциональные устройства. Они объединяют возможности первого и второго варианта. Кроме того, различают преобразователи по форме сигнала напряжения:

синусоида: модули с таким элементами стоят дороже, т. к. обеспечивают более высокое качество тока, появляется возможность подключить крупногабаритную технику;
прямоугольный: недорогие преобразователи, чаще всего используются для обеспечения питания осветительных приборов, многие виды техники несовместимы с источниками напряжения данной формы;
псевдосинусоидальный: представители низкой ценовой категории, т. к. качество сигнала ниже, чем в первом случае, они подключаются к любым приборам.

История возникновения солнечных электростанций

Солнечная энергия привлекала человека тем, что это практически бесконечный источник энергии. Такие аккумуляторные панели — это альтернативный способ обуздать энергию солнца. Первой попыткой было создание термальных электростанций, принцип работы солнечной батареи заключался в том, что энергия солнца нагревала воду до состояния кипения, а образующийся при этом пар крутил лопасти турбины, производящей электричество.

В случае с солнечными панелями коэффициент полезного действия (КПД) выше поскольку производится прямая трансформация тепловой энергии солнца в электрическую, минуя стадии предобразования энергии на нагрев пара вращения вала турбины (при этом увеличиваются потери энергии за счет силы трения). Солнечная батарея состоит из цепи полупроводниковых фотоэлементов, которые под воздействие м солнечного света вырабатывают электроэнергию. Этот процесс в физике называется фотоэлектрическим эффектом.

Это свойство впервые было открыто французским физиком Александром Беккерелем (в честь которого также была названа единица измерения радиоактивности в Международной системе единиц) в 1839 году. А первый прототип подобной электростанции был создан спустя 50 лет русским ученым Александром Столетовым. Дальнейшее развитие и объяснение фотоэлектрического эффекта было описано Альбертом Эйнштейном. Спустя несколько лет был запатентован проект по созданию типовых солнечных батарей.

Пиковая нагрузка и среднесуточное энергопотребление

Удовольствие иметь собственную гелиостанцию стоит пока немало. Первая ступень на пути к обладания могуществом энергии солнца – определение оптимальной пиковой нагрузки в киловаттах и рационального среднесуточного энергопотребления в киловатт-часах домашнего или дачного хозяйства.

Пиковая нагрузка создается необходимостью включения сразу нескольких электрических приборов и определяется их максимальной суммарной мощностью с учетом завышенных пусковых характеристик некоторых из них.

Подсчет максимума потребляемой мощности позволяет выявить, жизненно нужна одновременная работа каких электроприборов, а которых не очень. Такому показателю подчиняются мощностные характеристики узлов электростанции, то есть итоговая стоимость устройства.

Суточное энергопотребление электроприбора измеряется произведением его индивидуальной мощности на время, что он проработал от сети (потреблял электроэнергию) в течение суток. Общее среднесуточное энергопотребление рассчитывается как сумма израсходованной энергии электричества каждым потребителем за суточный период.

Последующий анализ и оптимизация полученных данных о нагрузках и энергопотреблении обеспечат нужную комплектацию и последующую работу солнечной энергосистемы с минимальными затратами

Результат потребления энергии помогает рационально подойти к расходу солнечного электричества. Итог вычислений важен для дальнейшего расчета емкости аккумуляторов. От этого параметра цена аккумуляторного блока, немало стоящего компонента системы, зависит еще больше.

Как работают фотоэлементы солнечной батареи

Еще Беккерель доказал, что энергию солнца можно преобразовать в электричество, освещая специальные полупроводники. Позднее эти полупроводники стали называть фотоэлементами. Фотоэлемент представляет собой два слоя полупроводника имеющих разную проводимость. С обеих сторон к этим полупроводникам припаиваются контакты для подключения в цепь. Слой полупроводника с n проводимостью является катодом, а слой с p проводником анодом.

Проводимость n называют электронной проводимостью, а слой p дырочной проводимостью. За счет передвижения «дырок» в p слое во время освещения, создается ток. Состояние атома потерявшего электрон называется «дырка». Таким образом, электрон перемещается по «дыркам» и создается иллюзия движения «дырок».

В действительности «дырки» не передвигаются. Граница соприкосновения проводников с разной проводимостью называется p-n переходом. Создается аналог диода, который выдает разность потенциалов при его освещении. Когда освещается n проводимость, то электроны, получая дополнительную энергию, начинают проникать сквозь барьер p-n перехода.

Число электронов и «дырок» меняется, что приводит к появлению разности потенциала, и при замыкании цепи появляется ток. Величина разности потенциала зависит от размеров фотоэлемента, силы света, температуры. Основной первого фотоэлемента стал кремний. Однако высокую чистоту кремния получить трудно, стоит это недешево.

Когда освещается n проводимость, то электроны, получая дополнительную энергию, начинают проникать сквозь барьер p-n перехода. Число электронов и «дырок» меняется, что приводит к появлению разности потенциала, и при замыкании цепи появляется ток

Поэтому сейчас ищут замену кремнию. В новых разработках кремний заменен на многослойный полимер с высоким КПД до 30%. Но такие солнечные панели дорогие, и пока отсутствуют на рынке. КПД солнечных батарей можно повысить, если устанавливать их на южной стороне и под углом не меньше 30 градусов.

Рекомендуется, солнечные батареи устанавливать на устройство слежения за движением солнца. Это устройство передвигает панели таким образом, чтобы они получали максимально возможное освещение лучами солнца от восхода до заката. При этом КПД солнечных панелей возрастает достаточно сильно.

Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.

Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

Виды кремниевых ФЭП

Есть несколько видов фотоэлементов на базе кремния:

монокристаллические;
поликристаллические;
аморфные.

Монокристаллические панели (края у них округлые) среди трех разновидностей кремниевых ФЭП наиболее эффективны: КПД достигает почти 25 %. Такие модели при одинаковой мощности стоят дороже своих поликристаллических и аморфных аналогов. Но для производства 1 кВт электроэнергии понадобится меньше фотоэлементов, чем при использовании кремниевых аналогов с другой структурой.

Аморфные ФЭП по структуре – это слой полупроводника (на базе кремния), который нанесен на гибкую основу. Такая особенность позволяет устанавливать их на неровные поверхности. КПД установок с аморфными фотоэлементами доходит только до 10 %. Но высокий уровень поглощающей способности в несолнечную погоду со слабым уровнем освещенности делает их более эффективными.

Солнечные батареи для квартиры

В случае с квартирами ситуация будет немного отличаться. В многоэтажных домах можно использовать только комбинированные установки. Автономное питание установить не получится, поскольку присутствует сеть. Во время установки сетевых ФСЭ проблемы неизбежны.

Если станция будет обустроена частично, самое важное — правильно подобрать аккумулятор. То есть, подсчитать, как будет распределяться нагрузка по перекрытию

Чаще всего модули крепятся к стенам или на крышу балкона

Особое внимание уделяется освещенности места для монтажа

Цена монтажа для квартиры выше, по сравнению со станцией для дома. Это связано с необходимостью выполнять работы на высоте. Да и не в каждом доме есть возможность установить модули на юге, поэтому система может работать не так эффективно, как прописано в техпаспорте.

Типы и комплектации солнечных батарей

Все солнечные батареи условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.

Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:

— вакуумный солнечный коллектор;

— контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;

— насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;

— емкость для горячей воды, объем которой составляет 500-1000 литров;

— тепловой насос или электрический тэн.

Обеспечение электричеством дачного участка

Теперь можно рассмотреть экономическую выгоду от подключения солнечной установки на дачном доме. Здесь стоит учитывать, насколько стабильно поселок получает электричество, какой уровень инсоляции (сколько времени станция находится под солнцем), какая потребуется мощность, а также какой риск воровства, если владелец участка отсутствует. Наиболее подходящее решение — выбрать стационарную ФСЭ первой группы.

Поскольку для дачи требуется невысокая потребляемая мощность, вполне реально на 100 % отказаться от центральной подстанции и перейти на самообеспечение, которое еще и дешевле

Однако, если монтаж стационарного комплекта из-за некоторых причин оказывается невыгодным, можно обратить внимание на мобильную сборку

Сколько нужно солнечных панелей для частного дома

Сначала нужно было определить, позволяют ли климатические условия местности установить солнечные батареи. Ведь, согласитесь, если количество солнечных дней в году невелико, то и количество вырабатываемой электроэнергии будет небольшим.

В моем случае для средней полосы России количество солнечных дней составляет около 90 дней в году, что является вполне допустимым показателем.

Для расчета необходимого количества солнечных батарей нужно исходить из требуемой мощности потребителей электроэнергии.

В моем случае общая потребность составила 180 Вт, из них:

освещение: 5 светодиодных ламп мощностью по 5 Вт каждая, общая мощность которых составила 25 Вт;
жидкокристаллический телевизор с диагональю экрана 32 дюйма – 55 Вт;
холодильник – 60 Вт.

При расчете нагрузки пришлось исходить из потребности временного обеспечения электроэнергией только самых необходимых приборов. Другие электроприборы в расчет не включались.

После изучения предложений в интернете выбор был остановлен на солнечных панелях Delta SM 50-12 M в количестве 4 штуки. Мощность одной панели составляет 50 Вт, суммарная мощность – 200 Вт, КПД элемента – 17,96%. Этого должно хватить для беспроблемного обеспечения электроэнергией всех одновременно включенных важных потребителей.

При расчете надо учесть, что вероятность одновременной работы всех электроприборов невелика. Так, для ламп освещения время работы составит 5 часов в сутки, телевизор также никто не будет смотреть круглые сутки на даче – от силы 1 час. А режим работы холодильника по умолчанию является периодическим.

Но выбор мощности на первое время производился с расчетом обеспечения электроэнергией при отключении сети 220 В. Недостаток мощности, вырабатываемой солнечными батареями для электроснабжения частного дачного дома в зимнее время, компенсировался пуском бензинового генератора.

Место установки и угол наклона для лучших результатов

Так как дачный дом изначально был ориентирован на север-юг, трудностей с выбором оптимального положения солнечных панелей не возникло. Местом для установки солнечных батарей была выбрана южная сторона двускатной крыши дачного дома.

Панели прекрасно разместились на крыше. Угол наклона выбирать не пришлось, установил вровень с крышей, как есть – 45°. Конечно, со временем угол наклона можно будет скорректировать. Размер одной солнечной панели составил 67*55 см. Площадь одной панели, соответственно, составила 3,7 м2. Общая площадь панелей составила 14,8 м².

Для того чтобы убрать тень от растущей вблизи дома ветлы, последнюю пришлось спилить. Это также избавило от другой проблемы: угрозы падения сучков и веток от сильного ветра или под воздействием снега на крышу с установленными панелями.

Принцип работы солнечной батареи, что такое солнечная батарея