Солнечная батарея для дачи: комплект, выбор, монтаж

Содержание

Содержание:

Преимущества использования солнечной энергии.
Виды альтернативных источников энергии.
Как выбрать место для монтажа солнечных батарей.
Как установить солнечные панели самостоятельно.
Как рассчитать количество солнечных батарей.
Уход за солнечными батареями.

Альтернативные виды энергии интересуют не только бизнесменов и сильных мира сего, а и каждого из нас. Ведь преимущества и польза очевидны для всех. Если у Вас есть частный дом или Вы только приступаете к его возведению, стоит задуматься о солнечных батареях, чтобы сделать свое жилье автономным. Но в этом деле есть свои особенности, о которых мы и поговорим в этой статье. И самое главное, выясним, реально ли установить солнечные панели своими руками.

Основные элементы солнечного отопления

Гелиосистемы могут укомплектовываться различными элементами. Устройства разных производителей могут существенно отличаться друг от друга. Кроме этого можно и самостоятельно устроить в доме солнечную систему отопления, а, следовательно, комплектующие каждый хозяин определяет самостоятельно.

Чаще всего солнечное отопление не обходится без таких элементов:

солнечный коллектор;
насос, без которого трудно обеспечить накопление теплоносителя в специальном баке;
бак с теплой водой (его объем иногда достигает и 1000 литров);
контроллер – устройство главная цель которого – слежение за работой всей системы;
средство дополнительного нагрева (например, ТЭН, насос и т.п.).

Основные элементы солнечного отопления

Виды солнечных коллекоторов

Общепринятым является разделение коллекторов на два вида:

вакуумные;
плоские.

Первый вид – вакуумные. По сути представляет собой совокупность двух крепких стекол с металлической окантовкой. Внутри устройства находится разветвленная сеть вакуумных трубок. Собственно, эти трубки и обеспечивают преобразование энергии.

Вакуумные коллекторы в свою очередь делятся на отдельные подвиды:

пассивные – сочетаются с баком с водой, а потому являются сезонными и замерзают в холодное время года;
активные – могут использоваться в течение всего года.

Плоские коллекторы тоже состоят из двух местных стекол, которые соединяются металлической окантовкой, однако внутреннее их наполнение является совсем другим. Трубки, что наполняются водой или незамерзающей жидкостью, и абсорбирующий теплослой – их основа.

Накопительный бойлер

Вторым элементом, без которого система просто не может функционировать, является накопительный бойлер. Именно с его помощью происходит трансформация кинетической энергии в тепло.

К накопителю подключаются специальные настенные или напольные панели. Как показывает опыт, они очень быстро и эффективно прогревают помещения. Все благодаря медным трубам, которые равномерно розпредиляються по всей площади стены.

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше). Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов. В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

Видео описание

Наглядный пример расчетов, показывающий, сколько панелей нужно для обеспечения автономного энергоснабжения, смотрите в этом видеоролике:

Как солнечная энергия используется для получения тепла

Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

бака-аккумулятора;
насосной станции;
контроллера;
трубопроводы;
фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Принцип действия солнечного коллектораИсточник 21ek.ru

Этапы монтажа батарей

Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)
Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.
Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

Установка солнечных батарей должна производиться профессионалами и с соблюдением мер безопасностиИсточник pinterest.ca

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной мере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует. Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства. Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.

Принцип работы.

Специальные панели с большим количеством фотоэлементов поглощают энергию солнечного потока. При попадании лучей на поверхность принимающих устройствах, в них активируется электрохимическая реакция. Выделяемая каждым элементов электрическая энергия концентрируется и выводится на общий накопитель.

С одной солнечной панели стандартных размеров выводится около 250 Вт. Вследствие этого понятно, что для обеспечения нормального функционирования загородного дома необходимо объединить несколько панелей в единую систему. Практические данные показывают, что площадь солнечных батарей 20–30 кв.метров вполне достаточно для полноценного функционирования электрических приборов в доме обычной семьи.

Понятно, что в ночное время фотосинтез на солнечных батареях не протекает. Вследствие этого для накопления электроэнергии необходимо наличие аккумуляторов. Количество их напрямую зависит от интенсивности расхода электричества в темное время. Подзарядка аккумуляторов осуществляется за счет избыточной электроэнергии, вырабатываемой при фотосинтезе в светлое время суток.

Для преобразования постоянного тока, полученного в результате синтеза солнечного потока, в рабочее электричество в комплекте оборудования предусмотрен инвертор. Все современные электроприборы функционируют от переменного тока. Электрические котлы также работают на этом виде электричества.

Какие потребуются элементы крепления

Для фиксации есть такие типы крепежных элементов со своими вариантами форм под особенности крыш:

направляющие, опорные рейки. Это S-образные профили, рельсы с вырезами под прижимы. Именно непосредственно к ним крепят фотоэлектрические плиты. Направляющие унифицированы, поэтому подобрать их не составит труда;
зажимы, прижимы — это элементы, фиксирующиеся напрямую к кровле, ее обрешетке, фальцам, а второй их конец закрепляет направляющие. Виды:
концевые — для крайних солнечных панелей;

центральные — фиксируют две фотогальванические плиты к опорным профилям.

Подбираются под толщину рамки панелей;

стыковые соединители для реек;
клеммные детали, объединяющие все крепежи с алюминиевыми рамками в одно звено и заземляющие его, фиксируя соответствующий провод;
держатели для проводов.

Места для установки

При выборе места расположения солнечных батарей стоит учесть несколько важных критериев. Только потом можно определить, где лучше всего расположить модули на участке, чтобы она давали наилучший эффект. Основные рекомендации таковы:

Для северного полушария нужно ориентировать солнечные батареи в южную сторону, для южного – наоборот. Это идеальное положение, но если нет возможности расположить уклон строго на юг, подойдет юго-восток или юго-запад.
Наклон также нужно подбирать в зависимости от региона. Самый простой вариант, который советуют специалисты – угол наклона должен быть примерно равен широте, на которой расположен дом. Например, Москва находится на 55 широте, но до такого угла поднять модули получается не всегда, поэтому берется максимально возможное значение.
Ставить солнечные батареи можно только там, где нет тени. Если поверхность затененная, то эффективность работы будет низкой. Деревья и другие растения можно убрать, но если мешают строения, то решить проблему не получится.
Выбирать вариант, который удобен в обслуживании. Сами батареи не нуждаются в особом уходе, но несколько раз за сезон поверхность нужно мыть. От пыли и загрязнений эффективность снижается. Также надо обеспечить доступ ко всем соединениям и модулям, их тоже надо периодически проверять.
Учитывать допустимую нагрузку на крышу, если система будет располагаться там. Чаще всего проблем не возникает, так как батареи весят немного, но если стропильная система старая, а кровля не очень надежная, нужно или переделать ее, или укрепить.

Для установки выбирать скаты с южной стороны, которые не затеняются.

Есть несколько вариантов монтажа панелей, каждый из них имеет свои особенности. Лучше заранее продумать этот момент и оценить сложность реализации выбранной технологии. Используйте тот способ, который требует меньше усилий и затрат. Основные методы таковы:

Установка солнечных панелей на скатной крыше дома или другой постройки. Самое распространенное решение, которое позволяет сэкономить место и снижает вероятность случайного повреждения. При этом электричество поступает сразу в здание, что повышает эффективность системы. Для всех видов кровли есть готовый крепеж, поэтому с монтажом проблем не возникнет.
Монтаж на крутых скатах сложнее, зато эффективность намного выше.
Плоские крыши. Встречаются реже, но если нужно установить солнечные батареи на такой поверхности, чаще всего делается каркас, чтобы обеспечить хотя бы небольшой угол наклона. Это повысит эффективность системы и упростит ее обслуживание.
Установка на стене – вариант, который используют редко из-за сложности монтажа и большой площади элементов. В этом случае надо предварительно сделать несущую систему, а на нее крепить солнечные батареи.
При расположении модулей на земле обычно делается каркас с подходящим углом и они устанавливаются в несколько рядов. В таком случае можно сделать систему как неподвижной, так и поворотной, чтобы подстраиваться под солнце, это увеличит эффективность выработки электроэнергии.

Место для инвертора

Это оборудование преобразует постоянный ток от солнечных батарей в переменный, который используют все бытовые приборы. Подбирать его следует исходя их характеристик панелей. Все рассчитывается в проекте, поэтому надо купить вариант с нужными характеристиками. При выборе места стоит учесть следующее:

Чем ближе преобразователь к источнику тока, тем меньше теряется энергии при передаче и тем эффективнее работает система. Поэтому по возможности его следует располагать как можно ближе к точке подключения.
При установке панелей на крыше или стене дома без использования аккумуляторов лучше всего ставить инвертор на чердаке. Температура там подходит для оборудования, место лучше подготовить заранее, обеспечить хорошую вентиляцию, чтобы исключить перегрев летом.
Обеспечить удобство обслуживания преобразователя. Не ставить его в местах с ограниченным доступом, так как время от времени нужно чистить корпус от пыли и проверять соединения. Чтобы постоянно не контролировать показания, лучше выбирать модели с беспроводным модулем, чтобы данные передавались в интернет и можно было смотреть их через смартфон или компьютер.

Многие модели инверторов можно крепить на стене.

Главное – не ставить оборудование слишком далеко и защитить его от неблагоприятных воздействий. Соблюдать рекомендации производителя по установке, чтобы исключить любые проблемы.

Виды солнечных батарей

В настоящее время солнечные батареи представлены несколькими вариантами в зависимости от типа их устройства, и от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой.

I. Классификация по типу их устройства:

1. Гибкие;
2. Жёсткие.

II. В зависимости от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой выделяют:

1. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из кремния. Они в свою очередь бывают монокристаллическими, поликристаллическими и аморфными. Монокристаллические панели достаточно дорогой вариант, но они отличаются высокой мощностью.

Поликристаллические дешевле, чем монокристаллические панели. Такие панели медленней теряют свою эффективность с увеличением сроков службы, а так же при нагревании.

Аморфные представлены в основном тонкопленочными панелями. Такое устройство солнечной батареи позволяет генерировать солнечный свет, даже в плохих погодных условиях;

2. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из теллурида кадмия;

3. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из селена;

4. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из полимерных материалов;

5. Из органических соединений;

6. Из арсенида галлия;

7. Из нескольких материалов одновременно.

Основные типы, которые получили распространение, это многопереходные кремниевые фотоэлементы.

Фотоэлементы, выполненные из кремния, отличаются высокой чувствительностью к нагреванию, компактностью, надежностью и высоким уровнем КПД (коэффициента полезного действия).

Другие материалы не получили широкого распространения в связи с большой стоимостью.

Разновидности

По способу функционирования солнечные системы делятся на два типа:

Автономные. Работают там, где нет возможности подключиться к центральной электросети. Минус проявляется в периоды длительного отсутствия солнца (например, зимой), когда есть риск остаться без электроэнергии. Нуждаются в подстраховке дизельным/бензиновым генератором.

Комбинированные. Система работает автономно, на генерации от солнца, но при необходимости переключается на дублирующий источник (электросеть или тот же дизель). Источники связаны в сеть с помощью приборов, переключение происходит в автоматическом режиме.

Технологии производства и устройства солнечной батареи отличаются, главным образом, методом нанесения кремния. Большинство систем используют модули следующих типов:

Поликристаллического типа. Бюджетный вариант солнечных батарей, подходит в качестве источника энергии для загородного дома. Существует версия мобильной модели, которую можно взять в путешествие или поход. Недостаток технологии – сравнительно низкая (до 18 %) эффективность.
Монокристаллический кремний. Панели более надежны в эксплуатации. У них выше срок эксплуатации (до 40-50 лет), стабильнее работа: они сохраняют до 70-80 % мощности на протяжении работы. Панели из монокристаллических элементов демонстрируют эффективность до 22 % (в серии); те, что используются в космической отрасли – до 38 %.

Также возможна установка следующих устройств:

Мультикристаллический кремний. Модули из мультикристаллического кремния просты в изготовлении, поэтому обладают более доступной стоимостью. КПД доходит до 15 %, служба рассчитана на 25 лет.
Тонкопленочные батареи. Могут функционировать при рассеянном свете (без прямого солнечного света), что является плюсом в туманном климате или в запыленном воздухе. Это дает дополнительно 10-15 % мощности в год (если сравнивать с традиционными кристаллическими системами).
Солнечные панели из аморфного кремния. КПД невысокий (6-8 %), зато вырабатываемая электроэнергия – одна из самых дешевых.
Модели на основе CIGS (полупроводниковые). В состав полупроводника входит медь в смеси с индием, галлием и селеном. В основе изготовления батареи лежит пленочная технология, эффективность достигает 15 %.
Батареи с использованием теллуида кадмия (CdTe). Изготавливаются по пленочной технологии, отличаются сверхтонким полупроводниковым слоем. КПД не превышает 11 %, зато генерируемая энергия обходится на 20-30 % дешевле, чем у кремниевых моделей.

Особенности установки.

Отопление от солнечных батарей в значительной мере зависит от правильности их установки. Предлагаем несколько советов, которые помогут обеспечить получение максимальной электроэнергии:

необходимо проверить прочность поверхности, на которую планируется монтировать солнечные батареи;
должна быть выполнена правильная их ориентация относительно солнца;
необходимо установить правильный угол наклона;
проверить, чтобы их не затеняли другие предметы.

Экран на батарею отопления своими руками. — здесь больше полезной информации.

Солнечные батареи для отопления дома рекомендуется монтировать на южном склоне крыши. В идеальном варианте их наклон желательно обеспечить в соответствии с географической широтой местности. Поверхность панелей в таком положение будет получать под прямым углом максимальный поток света. Тень от деревьев, соседних сооружений, от антенны. Ведь даже небольшой затененный участок будет значительно снижать эффективность выработки электроэнергии.

Определившись с участком монтажа солнечных панелей, необходимо проверить прочность кровельной конструкции. Если возникнут сомнения, тогда лучше усилить ее.

Вас заинтересует эта статья — Как выбрать электрокотел для отопления?

Во время эксплуатации производители рекомендуют производить периодическую очистку поверхности солнечных батарей от пыли, грязи, снега зимой. Так как это существенно влияет на их производительность.

Установка солнечных батарей, видео:

Правила установки солнечных панелей.

Производители солнечных батарей в основном поставляют в комплекте все необходимые элементы крепления для любого варианта монтажа. Поэтому установку панелей можно выполнить своими руками. Учитывая конструктивные особенности кровельной поверхности, существует несколько способов монтажа:

наклонный – при любом угле наклона ската;
горизонтальный – если плоская крыша;
свободностоящий – располагают их на опорных специальных конструкциях;
интегрированный – солнечные панели являются элементами конструкции здания.

При установке солнечных батарей на плоскую крышу необходимо обеспечить зазор между ними и поверхностью кровли. Это исключит нагрев светоприемных элементов и существенное снижение их производительности. На темных крышах желательно проложить светлое покрытие. Это обеспечит хорошее дополнительное рассеивание светового потока и будет препятствовать перегреву панелей. При установке батарей в несколько рядов между ними должно быть расстояние, составляющее 1,7 от высоты панелей.

Несмотря на простоту установки для ее выполнения желательно обратиться к специалистам

В этом случае вы получите качественный монтаж по всем правилам и главное – гарантийное сервисное обслуживание и ремонт на весь период эксплуатации, что немаловажно при высокой стоимости солнечных батарей

Использование солнечной энергии для получения тепла

Наряду с использованием солнечной энергии для производства электрического тока существуют и не менее распространенные устройства по превращению энергии солнечного света в тепловую энергию. Такие установки называются солнечными коллекторами и служат элементами нагрева для систем отопления и получения горячей воды. Независимо от установленных котлов в отопительных системах и контурах горячего водоснабжения, их комбинация с высокоэффективными солнечными коллекторами позволяет экономить до 36% расходов на отопление и приготовление горячей воды.

Электроснабжение дома с использованием солнечных батарей: 1 — LED-светильники, 2 — электровентилятор, 3 — зарядное устройство для телефона, 4 — маленькая электроплита, 5 — холодильник, 6 — внешнее освещение, А — солнечные фотоэлектрические панели, В — панель управления, С — инвертор + контроллер зарядки + счетчики, D — аккумуляторы, Е — панель обесточивания (отключения), F — резервный генератор

В конструктивном исполнении солнечный коллектор из разряда ходового товара представляет собой прямоугольную панель с габаритами ориентировочно 1х2 м и с толщиной до 100 мм. Главным отличием коллекторов указанных типоразмеров является тепловой поток мощности, т.е. количество тепла, которое может передаться любому жидкому теплоносителю через контактную поверхность. По-другому этот параметр называют коэффициентом потери тепла и который имеет размерность Вт/м²×°К, т.е. передаваемое тепло через площадь для повышения температуры принимающей жидкости. Современные конструкции солнечных коллекторов имеют показатели (одна панель) по тепловой мощности от 1,2 до 5 Вт/м²×°К.

Цены солнечных коллекторов для отопления дома

Например, панель европейского качества с габаритами 1,9х1,8 м (площадь 3,5 м²) и с коэффициентом 2,7 будет стоить около 70 тыс. руб.

С учетом конкуренции аналог китайского производства может быть дешевле на 30-55%, а отечественный прототип на 10-25%.

Если говорить о требуемом комплекте, в который входят: бак, аккумулятор, насос и автоматика, тогда среднерыночная цена такой станции составит 160-170 тыс. руб. Комплект отечественного производства с аналогичными параметрами обойдется в 100-120 тыс. руб.

Монтаж солнечных коллекторов на крышу дома

Монтаж солнечных батарей своими руками

Монтаж солнечных батарей своими руками можно условно разбить на несколько взаимосвязанных между собой этапов. Давайте в этом подробно разберёмся.

Этап проектирования

На этом этапе вам необходимо определиться с местом установки солнечных панелей и вспомогательного оборудования. Ведь, если вы хотите выполнить монтаж собственной электростанции, для получения электроэнергии в 220 В, вам следует приобрести помимо солнечных батарей, следующие комплектующие:

Аккумуляторная батарея хранит электроэнергию переданную от солнечной батареи, для дальнейшего использования в ночное время. Следовательно, ёмкость аккумулятора должна быть с существенным запасом, чтобы обеспечить бесперебойную поставку электроэнергии в пасмурную погоду.
Контроллер заряда перераспределяет электроэнергию от солнечной батареи к аккумулятору. После того как он заполнится, энергия автоматически поступает во внешнюю сеть.
Инвертор необходим для преобразования электрического тока из постоянного в переменный.
Соединительная проводка для подключения оборудования между собой.

Создав подробный план расположения всех элементов, можно плавно переходить к следующему этапу монтажа солнечных батарей своими руками.

Монтаж каркаса под солнечную батарею

Не зависимо, какое место было выбрано под монтаж солнечной батарей, каркас будет важным элементом в данном проекте. Как правило, он изготавливается из прочных и долговечных материалов (металлических уголков и профилей) и устанавливается на крушу дома. Между кровлей и солнечной батареей, необходимо оставить вентиляционный зазор не меньше 20 см.

Монтаж солнечной батареи

Монтаж солнечных батарей, не требует наличие каких то специальных навыков и требований. Достаточно надёжно закрепить панели в каркасе, а затем подключить вспомогательное оборудование.

Необходимо учесть один фактор!!! Как правило, расположение солнца в зимний период значительно отличается от летнего. Поэтому, каркас рекомендуется изготовить с функцией регулировки наклона.

На какую мощность солнечных батарей можно рассчитывать

Задумываясь о строительстве собственной солнечной электростанции, каждый мечтает о том, чтобы полностью отказаться от проводного электричества. Для того чтобы проанализировать реальность этой затеи, сделаем небольшие расчёты.

Узнать суточное потребление электроэнергии несложно. Для этого достаточно заглянуть в присланный энергосбывающей организацией счёт и разделить количество указанных там киловатт на число дней в месяце. К примеру, если вам предлагают оплатить 330 кВт×час, то это значит, что суточное потребление составляет 330/30=11 кВт×час.

График зависимости мощности солнечной батареи в зависимости от освещённости

В расчётах следует обязательно учитывать тот факт, что солнечная панель будет вырабатывать электричество только в светлое время суток, причём до 70% генерации осуществляется в период с 9 до 16 часов. Кроме того, эффективность работы устройства напрямую зависит от угла падения солнечных лучей и состояния атмосферы.

Небольшая облачность или дымка снизят эффективность токоотдачи гелиоустановки в 2–3 раза, тогда как затянутое сплошными облаками небо спровоцирует падение производительности в 15–20 раз. В идеальных условиях для генерации 11 кВт×час энергии было бы достаточно солнечной батареи мощностью 11/7 = 1.6 кВт. Учитывая влияние природных факторов, этот параметр следует увеличить примерно на 40–50%.

Кроме того, есть ещё один фактор, заставляющий увеличить площадь используемых фотоэлементов. Во-первых, не следует забывать о том, что ночью батарея работать не будет, а значит, понадобятся мощные аккумуляторы. Во-вторых, для питания бытовых приборов нужен ток напряжением 220 В, поэтому понадобится мощный преобразователь напряжения (инвертор). Специалисты утверждают, что потери на накопление и трансформацию электроэнергии забирают до 20–30% от её общего количества. Поэтому реальная мощность солнечной батареи должна быть увеличена на 60–80% от расчётной величины. Принимая значение неэффективности в 70%, получаем номинальную мощность нашей гелиопанели, равную 1.6 + (1.6×0.7) =2.7 кВт.

Использование сборок из высокотоковых литиевых аккумуляторов является одним из наиболее изящных, но отнюдь не самым дешёвым способом хранения солнечной электроэнергии

Для хранения электроэнергии понадобятся низковольтные аккумуляторы, рассчитанные на напряжение 12, 24 или 48 В. Их ёмкость должна быть рассчитана на суточное потребление энергии плюс потери на трансформацию и преобразование. В нашем случае понадобится массив батарей, рассчитанных на хранение 11 + (11×0.3) = 14.3 кВт×час энергии. Если использовать обычные 12-вольтовые автомобильные аккумуляторы, то понадобится сборка на 14300 Вт×ч / 12 В = 1200 А×ч, то есть шесть аккумуляторов, рассчитанных на 200 ампер-часов каждый.

Набор оборудования для солнечной станции

Мощная солнечная батарея для дачи – устройство не самодостаточное. Полученную энергию нужно где-то запасти, чтобы вечером и в пасмурную погоду полноценно пользоваться бытовыми электроприборами.

Поэтому емкий и живучий аккумулятор нам в любом случае потребуется. В его выборе есть один важный нюанс: не пытайтесь сэкономить, покупая стартовый автомобильный аккумулятор. Он плохо подходит для цикличного запасания энергии и не переносит глубокого разряда. Его главное предназначение – дать мощный, но кратковременный ток для пуска двигателя.

Для запасания и медленного расходования энергии нужны аккумуляторы другого типа: AGM или гелевые. Первые дешевле, но имеют небольшой срок службы (до 5 лет). Гелевые аккумуляторы дороже, но зато работают значительно дольше (8-10 лет).

Контроллер – еще один важный элемент автономной гелиостанции. Он выполняет несколько задач:

Отключает батарею от аккумулятора в момент полного заряда и включает ее для новой закачки электричества.
Выбирает оптимальный режим зарядки, повышая количество запасаемой энергии.
Обеспечивает максимальный срок службы аккумулятора.

Существует несколько типов контроллеров, используемых в солнечных станциях:

ON/OFF «включил-выключил»;
PWM;
MPPT.

Самый дешевый прибор просто отключает солнечную панель от аккумулятора при возрастании напряжения на его клеммах до максимального уровня. Это не лучший вариант, поскольку в этот момент аккумулятор еще не полностью заряжен.

Более дорогой PWM-контроллер действует «умнее». После набора максимального напряжения, он понижает его до заданного уровня и держит еще пару часов. Так достигается более полный уровень накопления энергии.

И наконец, самый интеллектуальный контроллер MPPT- типа максимально эффективно использует мощность солнечной панели на всех режимах ее работы. Это позволяет запасти в аккумуляторе дополнительно от 10 до 30 % электричества.

Независимо от вида используемых полупроводниковых материалов (поликристаллы, монокристалл, аморфный кремний) устройство солнечной батареи представляет собой цепочку последовательно соединенных ячеек-модулей. Каждый из них генерирует небольшое напряжение (в пределах 0,5 вольт) и слабый ток (десятые доли ампера). Работая вместе, они «сливают» накопленную энергию в общий канал и на выходе из батареи мы получаем ток большой силы и постоянного напряжения (12 или 24 Вольт).

Структурная схема оборудования солнечной станции

Стандартные бытовые электроприборы рассчитаны на 220 Вольт, поэтому работать от «постоянки» не будут. Преобразование постоянного тока в переменный выполняет отдельное устройство-инвертор. Им завершается цепочка оборудования, необходимого для солнечной батареи.

Несмотря на относительно высокую стартовую стоимость компонентов солнечной станции, ее эксплуатация получается выгодной благодаря большому ресурсу «жизни» главных элементов: фотокристаллической панели и аккумулятора.

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Источники

https://itc.ua/articles/solnechnyie-batarei-kak-eto-rabotaet/
https://m-strana.ru/articles/printsip-raboty-solnechnoy-batarei/
https://principraboty.ru/princip-raboty-solnechnoy-batarei-chto-takoe-solnechnaya-batareya/
https://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/princip-raboty-solnechnoj-batarei.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%8F
https://zen.yandex.ru/media/ecoenergetics/solnechnye-batarei-dlia-dachi-i-doma-princip-raboty-i-podbor-komplektuiuscih-5c84d728c92daf00b409f246

Выбор комплекта солнечных батарей для дачи

Содержание: