Достоинства солнечных батарей и как рассчитать мощность: примеры расчетов для дома и дачи, основные положения

Лучшие среднебюджетные солнечные панели

Среднебюджетные модели солнечных батарей выдают сравнительно большое количество электроэнергии. Самыми лучшими представителями этого типа являются:

1. LP72-375M PERC. Оборудование сделано из очищенного монокристалла. КПД – 19,1%. Как для батареи этого класса, выдает достаточно большую мощность – 375 Вт.
2. LG NeOn 340 W. Одна из новых моделей популярного производителя. Панель составляется из 60 элементов. Мощность – 340 Вт, КПД – 19,8%.
3. AM72S03-375/PR 375 от JA Solar. Монокристаллическая модель от китайского производителя. Рамка сделана из алюминия. Максимальный КПД – 19,5%, мощность – 375 Вт.

Такие модели идеально подходят для домашнего использования. Средняя стоимость позволяет приобрести оборудование семьям со среднестатистическим доходом.

Лучшие солнечные панели премиум класса

Солнечные батареи экстра класса позволяют создать дома автономную электростанцию, при помощи которой можно обеспечить электричеством все хозяйственные потребности. Лучшими моделями этого класса являются:

1. SunForte PM096B00 333W от BenQ. На модуле расположено 96 клеток, которые дают 333 Вт мощности. КПД составляет 20,4%.
2. Seraphim Eclipse SRP-300-E11B (300 Вт). Состоит из 60 ячеек. Выработка площади на 15% выше, если сравнивать со стандартными моделями. Панель сделана из поликристаллов. Мощность составляет 300 Вт при максимальном КПД в 17, 64%.
3. JA Solar JAP6 60, 270Вт, 24В. Поликристаллическая батарея с КПД более 20%. Показывает высокую эффективность при рассеянном свете. Мощность – 270 Вт.

Эти солнечные панели обладают высокой мощностью, гарантируют бесперебойную работу, простые в облуживании. Однако, их стоимость в несколько раз превышает цену на обычные модели.

Максимальная нагрузка и уровень среднего потребления энергии

На данный момент далеко не каждый сможет себе позволить поставить в своем загородном доме подстанцию, работающую от солнечной энергии. Тем не менее, планируя их установку, сначала необходимо выяснить, на какую пиковую нагрузку при включении бытовых приборов следует рассчитывать, а также какое среднее количество электроэнергии в сутки они потребляют.

Максимальный уровень нагрузки определяют, исходя из предельной мощности всех электроприборов, имеющихся в доме, чтобы при одновременном включении нескольких из них система в доме смогла справиться с нагрузкой.

Для определения среднесуточного потребления каждого из приборов, следует перемножить его мощность на время работы от сети в сутки. А общий расход энергии находим путем суммирования энергии от всех приборов в доме.

Определение общих показателей энергопотребления позволит распланировать эффективный расход солнечной энергии, генерируемой солнечными панелями. Кроме того, полученные цифры дают возможность выполнить расчет мощности солнечных батарей для дома, чтобы знать, какой аккумулятор нужно будет купить. Емкость аккумулятора напрямую влияет на его стоимость.

Характеристики и примеры моделей солнечных панелей

Технические характеристики солнечных панелей производители указывают в паспорте к оборудованию. Основными параметрами гелиопанелей являются:

• мощность и генерируемое напряжение;
• энергетическая эффективность (КПД);
• габариты;
• температурный коэффициент (показывает зависимость мощности, тока и напряжения на выходе от значения температуры).

Пример характеристик

Среди моделей гелиопанелей, отмеченных потребителями, значатся следующие:

1. Поликристаллическая AS–6P30 280W (производитель Amerisolar). Ее габариты 1640х992 мм, мощность 280 Вт, КПД 17, 4 %, цена примерно 7000 руб. (бюджетный вариант), гарантийное обслуживание – 2 года.
2. RS 280 POLY (производства Runda). Мощность 280 Вт, но цена около 6000 руб.
3. LP72–375M PERC (от компании LEAPTON SOLAR). При параметрах 1960х992 мм выдает 375 Вт. КПД составляет 19, 1 %. Цена находится в области 10000 руб.
4. NeOn 340 W (от LG) – это панель уменьшенного размера 1686х1016 мм. КПД модели 19,8 %. Ее мощность 340 Вт. Но цена составляет около 16000 руб.
5. SunForte PM096B00 333W (выпускается тайваньской BenQ) – монокристаллическая панель. Выдает 333 Вт при КПД 20,4 % и габаритах 1559х1046 мм. Стоимость модуля примерно 35000 руб.
6. Для покрытия потребностей дома в электроэнергии (5 кВт) подойдет, например, готовая электростанция от «Хевел» С3.

Цены на солнечные батареи и готовые комплекты (с аккумулятором, инвертором, контроллером и прочими комплектующими) варьируются в широком диапазоне. Стоимость комплектов лежит в примерном диапазоне 30000÷2000000 рублей. Если отдельно, то батареи обойдутся приблизительно от 5000 до 30000 руб.

Цена панелей составляет примерно третью часть от стоимости электростанции вместе с монтажом. Срок окупаемости также колеблется: в среднем составляет от 4 до 10 лет.

Интеграция СЭС в общее электроснабжение дома и другие возможные варианты установок

Но даже если купить солнечные батареи для отопления в таком количестве хватит денег, что делать с выработкой весной, летом и осенью? Ведь генерация СЭС на 30 кВт составляет в такие месяцы 100-180 кВт*ч в сутки, тогда как для полного потребления дома в это время достаточно 25 кВт*ч.

Даже такой объем позволит снабжать энергией следующий примерный набор устройств:

Электроприборы	Мощность, Вт	Количество	Время применения (часов в сутки)	Потребление (кВт*ч в сутки)
Внутреннее и внешнее освещение	10	20	5	1
Зарядки для телефонов	5	2	1	0,01
Телевизоры	80	2	3	0,48
Компьютеры и ноутбуки	150	2	12	3,6
Фен	1000	1	0,5	0,5
Холодильник	50	1	24	1,2
Электрочайник	2000	1	0,2	0,4
Микроволновая печка	800	1	0,3	0,24
Электроплита	2000	1	3	6
Электрокотел для подогрева воды	2500	1	2	5
Кондиционер	800	1	3	2,4
Стиральная машина	1500	1	2	3
ИТОГО:				23,83

Куда использовать остальные 40-100 кВт? И существует ли вариант «сброса» излишков в централизованную сеть? Рассмотрим эти вопросы подробно.

Основным недостатком солнечной станции, установленной исключительно для автономного отопления дома солнечными батареями в зимний период, является её неэффективное использование. Ведь в остальное время года, когда ежемесячная генерация намного выше, будет много излишек электроэнергии. В этом нет ничего критичного для оборудования, оно само снизит генерацию и ничего с этим делать не нужно. Вопрос в другом, куда можно потратить эту лишнюю энергию во благо?

Ситуацию могла бы исправить установка не полностью автономной, а гибридной или сетевой версии, при условии наличия стабильной центральной электросети. Но и это не панацея, ведь, при ныне действующем российском законодательстве, такие варианты не дадут быструю окупаемость.

Более того мы рассчитали станцию на 30кВт, а продавать энергию в централизованную сеть на договорных условиях для частных станций мощностью более 15 кВт запрещено, нужно будет ограничивать продажу (в настройках системы) до 15кВт. Сетевая или гибридная модификация меньшей мощности может помочь решить вопрос, но излишки пришлось бы реализовывать по оптовой цене для региона – т.е. в среднем по 2 руб. за 1 кВт*ч. Учитывая стоимость оборудования, затраченную на СЭС для отопления солнечными батареями, подобный выход (при наличии стабильной центральной сети), финансово абсолютно нецелесообразен.

Интеграция СЭС в существующие системы отопления

Последний, вполне приемлемый вариант – использовать солнечные панели для обеспечения электроэнергией отдельных элементов уже существующих отопительных систем дома.

1. Газовый и твердотопливный котлы.

   В таких отопительных системах необходимо снабжать электроэнергией только двухконтурный котел (или насос, если он технически не интегрирован в котел). Его потребление – не более 60-100 Вт/час, или 0,1 х 24 = 2,4 кВт*ч/сутки. В этом случае достаточно будет электростанции на 2,5-3 кВт, стоимостью не более $2500-3000 из 8-10 панелей, которые поместятся на любой крыше. А в летнее время года, такой системы будет достаточно чтобы снабжать электричеством весь дом.

   2.

2. Тепловые насосы.

   Следующий способ отопления солнечными батареями – обеспечить э/э тепловые насосы. Для частного дома площадью 80м2 расчет потребления электроэнергии при таком виде отопления довольно сложный и зависит от многих субъективных факторов. Для тепловых насосов необходимой мощности может понадобится СЭС мощнее, чем для газового отопления той же площади – на 5-8 кВт.

Каркасные системы для монтажа солнечных модулей

При покупке солнечных модулей неизменно возникает вопрос о месте и способе их установки. В большинстве случаев фотоэлектрические модули устанавливаются на крышу. При этом модули не обязательно монтировать на крышу жилого дома, для этого подойдут крыши расположенных рядом гаражей и других хозяйственных построек. Также модули могут устанавливаться на землю, либо специальную опору.

Установка на крышу позволяет экономить место на участке. Если нужно удобство обслуживания или если нужно разместить солнечную батарею в другом месте, то применяются специальные монтажные конструкции для установки на земле, на столбке, навесе и т.п.

Удобным и надежным способом является установка солнечных модулей с помощью специальных монтажных конструкций для солнечных батарей.

Мы предлагаем несколько вариантов монтажных конструкций:

1. На наклонной крыше. Данная система подходит для установки солнечных модулей на металлической, либо черепичной крыше. Самый дешевый комплект, регулировать угол наклона нельзя.
2. Комплект с регулируемым углом наклона. Варианты изменения угла наклона: 15-30° и 30-60°
3. Каркасная система на опоре для 4, 6, 8, 10 модулей. Угол наклона системы регулируется вручную от 10° до 50°.
4. Каркасная система для монтажа фотоэлектрических модулей на земле или плоской крыше.

Монтажные конструкции для солнечных модулей являются универсальным решением для частных и промышленных объектов. Они отличаются высоким качеством, длительным сроком эксплуатации и большим ресурсом прочности.

Специальная технология крепления элементов повышает эффективность и сокращает затраты времени на монтаж системы. Оптимально подобранная длина конструкций позволяет исключить обрезку направляющих.

Рифленая поверхность реек и зажимов повышает трение и предотвращает скольжение элементов креплений. А особая форма реек обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Все элементы каркасных систем изготовлены из высококачественных материалов и отвечают требованям международных стандартов.

Преимущества каркасных систем:

Простота установки. Модули закрепляются на крыше при помощи специальных реек и зажимов. Это позволяет сэкономить время и усилия при монтаже.

Процесс установки карскасной системы на крыше состоит из нескольких этапов:

Комплектующие монтажных систем для крыши

• Установка скоб или опор для крыши. Выбор скоб зависит от типа крыши (металлическая или черепичная).
• Установка реек на скобы/опоры. Особая форма реек обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Рифлёная поверхность реек и специальных гаек повышает трение и предотвращает скольжение элементов креплений.
• Размещение модулей на рейках. Модули закрепляются с помощью специальных зажимов, что позволяет минимизировать затраты времени и сил при монтаже системы.

Системы монтажа солнечных батарей со слежением за Солнцем

Для увеличения выработки энергии солнечными батареями нужно следить за положением Солнца в течение дня. Солнечная батарея должна поворачиваться с востока на запад таким образом, чтобы угол падения солнечных лучей был как можно ближе к 90 градусам. Для этого нужно поворачивать солнечную батарею по 2 осям — восток-запад и по отношению к горизонтали. Есть трекеры с 2 осями слежения, но удорожание система за счет добавления еще одной оси слежения обычно не оправдывается увеличением выработки энергии. Обычно по оси восток-запад применяют автоматические трекере, а по вертикальной оси наклон меняют 2-4 раза в год вручную.

У нас можно заказать трекеры с такой конструкцией. Это трекеры нового поколения, в которых положение Солнца определяется не по световым датчикам, а по данным со спутников GPS.

Солнечные панели устанавливаются на бетонном основании и металлическом столбе.

Теги: #Установка солнечных батарей на крыше

Общие сведения о солнечных системах

Данные устройства, предназначенные для частного дома, работают на основе фотоэлектрических элементов, составляющих единую солнечную панель. Их основная функция состоит в преобразовании световой энергии в электричество, используя для этих целей фотоэффект. Солнечные системы постоянно улучшаются и к настоящему времени коэффициент полезного действия некоторых моделей достигает 46%.

Сегодня рынок электроники предлагает немало модификаций, из которых можно выбрать наиболее подходящий вариант. Уверенно ориентироваться во всем разнообразии продукции поможет знание конструктивных и технических особенностей того или иного прибора, его функций и возможностей в процессе эксплуатации. Среди них выделяются основные солнечные батареи для частного дома, разделяющиеся на две категории.
Одна из них предназначена для автономного электроснабжения, которое не работает вместе с основными электрическими сетями и не подключается к ним. Они образуют собственный замкнутый контур, напрямую питающий бытовые приборы, технику и оборудование. В комплекте имеется аккумуляторная батарея, накапливающая электроэнергию. Когда солнечное излучение становится менее интенсивным, солнечная панель отдает потребителям накопленное электричество. То же самое происходит, когда приборы и оборудование начинают потреблять больше мощности, чем вырабатывает система.

В некоторых случаях осуществляется прямое подключение нагрузки до 3 кВт к солнечным батареям, без использования аккумулятора. Такой вариант считается более дешевым, но и менее эффективным.

Второй вариант электроснабжения на солнечных батареях предполагает открытое использование панелей. В таких системах отсутствуют аккумуляторы, а соединение с основной сетью осуществляется с помощью инвертора. Если потребление электроэнергии находится на уровне с вырабатываемой панелями, то основная сеть находится в отключенном состоянии. В случае превышения потребителями установленной мощности, солнечные батареи для дачи отключаются, и питание начинает поступать из общей сети. Данные системы стоят дешевле, однако их работа полностью зависит от перечисленных факторов.

Существует еще одна категория, работающая по комбинированной схеме от солнечных панелей, в формате двух первых вариантов. В этом случае они постоянно вырабатывают дополнительную электроэнергию, которая передается в общую сеть и позволяет снизить затраты на энергопотребление. Данные системы считаются наиболее дорогими, требующими использования сложных зарядных устройств и сетевых фотоэлектрических инверторов.

В условиях дачи, расположенной за городом, может возникнуть ситуация, когда заметно снижается солнечная активность, и одновременно, общая сеть прекращает свою работу и электропитание. На подобные случаи рекомендуется запастись еще одним резервным источником питания – электрогенератором с небольшой мощностью, в пределах 2-5 киловатт.

Установка

Монтировать панели допускается практически как угодно – вертикально, горизонтально, под наклоном. Однако следует учитывать, что максимальную отдачу модули дают при падении солнечных лучей на рабочую поверхность перпендикулярно. При этом нужно обеспечить и максимальное время облучения.

Отсюда – некоторые рекомендации по установке:

• Ориентировать фотоприемники на юг.
• Располагать панели под углом, равным широте местности.
• Изменять (по возможности) угол наклона на 20% — увеличивать зимой и уменьшать летом.

Следует также позаботиться, чтобы в течение всего светового дня модули не подвергались затенению деревьями на участке или другими зданиями. В этом случае удастся обеспечить максимальную мощность генерации. Особенно критично это для монокристаллических батарей, отдача которых существенно снижается в рассеянном свете.

Делаем расчет: сколько нужно солнечных батарей для частного дома

Если вы узнали свое базовое потребление энергии и просмотрели солнечную активность вашей местности, то можете самостоятельно рассчитать необходимое количество солнечных батарей. Сразу следует сказать, о том, что в расчетах вас может помочь специальный онлайн калькулятор, где достаточно ввести все полученные вами показатели. Именно он сможет подсказать, сколько аккумуляторов потребуется для электростанции частного дома.

Для этой процедуры потребуется базовое потребление энергии за 24 часа разделить на инсоляцию требуемого месяца.

Число, которое вы получите в итоге разделите на показатель мощности той панели, которую вы выбрали, она указывается в паспорте. Результат определяется в пользу большей величины и есть окончательным. Само собой, что чем больший показатель производительности, тем меньше панелей вам нужно будет установить.

Не менее важным станет определение периода, в который работать должна вся система. Так как если инсоляция упадет, потребуется батарей в несколько раз больше чем при норме.

Рейтинг остальных регионов России, наиболее подходящих для строительства СЭС

Исходя из всех перечисленных факторов, рейтинг остальных регионов России, где работа солнечных электростанций окажется наиболее выгодной, выглядит следующим образом:

1. Крым, Краснодарский край, Карачаево-Черкесия, Ставрополье, Калмыкия, Чечня, Дагестан на юго-западе, а также Приморский край на юго-востоке. Здесь даже небольшая солнечная электростанция из 10 панелей общей площадью 20 квадратных метров и мощностью около 3 кВт обеспечит до 4,5 МВт-часов годовой генерации.
2. Волгоградская, Оренбургская области, Алтай, Хакасия, Тыва, южная часть Бурятии и Иркутской области, юг Забайкальского, Хабаровского и Амурского края, а также Сахалин. Установка аналогичной СЭС в этих регионах даст около 4,0 МВт-часов ежегодной выработки.
3. Территории по линии Ростов-на-Дону, Саратов, Челябинск, Тюмень, Новосибирск, Красноярск и прилежащие к ним, способные дать 3,6 – 3,9 МВт-часов ежегодно при той же мощности.

Уровень инсоляции в моём районе

Живу я в Краснодарском крае, в посёлке городского типа Ахтырский. Приехал я сюда в 2002 году из города Стрежевой, Томской области. Об этом написано в статье “Об авторе”.

Недавно узнал, что город Краснодар находится на 45 параллели. Чем же она примечательна? Эта параллель является равноудалённой от Северного полюса и экватора, что определяет очень благоприятный климат. Другое её название — “Золотая параллель”.

На этой широте находятся такие известные города мира: американский Миннеаполис и итальянский Турин, канадская Оттава и французский Бордо. Наверно поэтому вина Фанагории соперничают с французскими винами. На этой же параллели расположен и посёлок Ахтырский. 

В Краснодаре на улице Захарова, рядом с торговым центром “Сити Центр” установлен знак о нахождении г. Краснодара на этой параллели. Он представляет из себя трёхметровый земной глобус из гранита на котором отмечены перечисленные выше города. Рядом со знаком находиться памятная доска на которой написано, что он установлен в честь 175-летия Русского географического общества и передан в дар жителям Краснодара компанией “Магнит”.

45 параллель, памятный знак в Краснодаре

На этой же параллели расположен и посёлок Ахтырский в котором я проживаю.

Но вернёмся к нашей теме. Что же такое инсоляция?

В переводе на простой язык это значит как светит солнышко в определённом месте.

Для того, чтобы узнать какая инсоляция в разных регионах, воспользуемся данными On-line калькулятора солнечной энергии. Здесь мы получаем среднегодовую мощность за сутки и суммарную за год от солнечной панели мощностью 1 кВт.

Для разных регионов Европейской части России она выглядит так:

№ п/п	Город	Среднегодовая выработка электроэнергии, кВтч/сутки	Суммарная выработка электроэнергии за год, кВтч
1	Архангельск	2,70	984,86
2	Вологда	3,05	1111,51
3	Ярославль	3,10	1130,90
4	Москва	3,23	1178,28
5	Воронеж	3,38	1234,88
6	Ростов-на-Дону	3,75	1369,05
7	Волгоград	3,78	1379,48
8	Сочи	4,00	1458,67
9	Астрахань	4,04	1474,22
10	Махачкала	4,24	1546,78

Из приведённых данных видно, что уровень инсоляции возрастает от северных регионов к южным, что вполне ожидаемо.

На карте указано место в котором я проживаю

В месте расположения моего дома среднегодовая выработка электроэнергии от солнечной панели мощностью 1 кВт составляет 3,91 кВтч/сутки, а за весь год — 1426,33 кВтч. По сравнению с Махачкалой, где самый высокий уровень инсоляции, это на 7,8% меньше, а  с Сочи на 2,2% меньше, что не так уж и много.

График выработки электроэнергии от солнечной панели 

Разница между июлем — самым производительным по электроэнергии месяцем и декабрём — самым низким, получается в 3,1 раза. Все эти выкладки интересны, но надо на практике проверить как работает солнечная батарея и будет ли от неё толк.

Как правильно выбрать солнечную батарею для дома

При выборе оборудования для солнечной электростанции следует обращать внимание на такие моменты:

стоимость панели во многом зависит от ее мощности;
часто от размера батареи зависит ее мощность – более мощное оборудование будет занимать большую площадь, нежели прибор с небольшой мощностью;
важно обращать внимание на такие характеристики, как эффективность модуля, температурный коэффициент, а также срок гарантии;
если панели планируется размещать в регионе, где нет много солнечного света, рекомендуется выбирать оборудование, которое эффективно использует рассеянный свет и выдерживает негативное влияние внешних факторов.

Стоимость солнечных панелей напрямую связана с их классом и мощностью. Притом, высококлассные портативные модели также присутствуют в рейтинге лучших солнечных батарей. Выбор оборудования зависит от необходимой мощности и сферы применения.

Видео — Солнечные батареи для дома

Чтобы вам было легче определиться с выбором, мы поместили все модели солнечных батарей в одну сравнительную таблицу:

Название модели	Вес (кг)	Мощность (Вт)	Напряжение (В)	КПД (%)
Delta SM 30-12 P	2,9	30	12	15,6
Delta BST 50-12 P	5,2	12	60	16,2
Delta SM 200-24 M	15	200	24	18,3
Feron PS 0303	5	17	150	17
Delta BST 50-12 M	5,2	12	60	17
E-Power 25Вт	0,6	25	18	20,5
SilaSolar 30Вт	2,8	30	18	17,1
E-Power 50Вт	0,7	50	17,6	21,5
TopRaySolar 65П	5,3	65	12	19
ТСМ-95 А	7,9	95	18	18,7
ФСМ-160П	12,2	160	18,8	17,5
Seraphim SRP-270-6PB	19	270	31	19,6
JA Solar JAM72D10/MB 405W Mono Half-Cell PERC Bifacial	30	405	42	19,8

Голосование за лучшую солнечную батарею для дома

Какую бы вы выбрали солнечную панель или посоветовали?

Delta SM 30-12 P

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Выбор АКБ, контроллера и инвертора

Работоспособность системы во многом зависит и от других компонентов, входящих в комплект солнечных батарей для дома

Особое внимание следует уделить аккумулятору, который в нужное время будет отдавать накопленную электроэнергию. Выбор модели осуществляется в соответствии с потребностью в электроэнергии, поэтому нужно заранее рассчитать ее суточный расход для имеющихся потребителей, в том числе и для освещения

Расчет выполняется с запасом в 10%, учитывающим потери в инверторе во время преобразования тока.

Если система солнечных батарей используется в качестве автономного источника питания, емкость аккумулятора должна быть максимально возможной. Если же планируется аварийный или резервный режим, то в первую очередь нужно рассматривать сроки эксплуатации.

Тип АКБ выбирается по условиям применения. При незначительных нагрузках вполне достаточно обычных стартерных батарей, хотя они и требуют регулярного обслуживания. Гелевым устройствам подобный уход не требуется, но электроэнергии они способны накопить значительно больше. Аккумулятором с герметичной и заливной конструкцией можно пользоваться в течение длительного времени, несмотря на высокую мощность потребителей.

Следующее оборудование для солнечных батарей представляет собой контроллер, подключаемый на участке между АКБ и солнечной панелью. Наиболее сложные и дорогие изделия способны отслеживать изменяющиеся входящие потоки и выравнивать их до требуемых значений. Такие приборы лучше всего подходят для больших солнечных систем, а на даче можно использовать более простые модели, например PWM. Когда аккумулятор заряжается на 80%, эти устройства снижают напряжение на солнечных панелях и далее поддерживают его на определенном уровне. Самые простые и дешевые приборы в таких случаях просто отключают подачу напряжения.

Выбор преобразователя – инвертора также требует определенной информации о системе. Входное напряжение должно соответствовать мощности данного устройства. Например, при показателе в 24 В, мощность инвертора составляет не менее 600 ватт

Рекомендуется выбирать инвертор синусоидального типа, обращать внимание на массу, которая зависит от мощности устройства. На каждые 100 ватт приходится 1 кг устройства, следовательно, инвертор на 3 квт будет весить 30 кг

Значение выходного тока должно соответствовать мощности всех подключенных потребителей.

Зная параметры и характеристики основных компонентов, можно собрать их по частям или приобрести готовые комплекты солнечных батарей.

Солнечные батареи для дома

Установка солнечных батарей

Инверторы для солнечных батарей

Как сделать солнечную батарею своими руками

Расчет солнечных батарей

Производство солнечных батарей

Напряжение

Как правило, панели выпускаются с выходным напряжением 12 В. Но для заряда аккумуляторов необходимо иметь в системе напряжение выше, чем из рабочее, да и преобразование из постоянного в переменное выгоднее по КПД производить с более высоких значений.

Какое выходное напряжение на Ваших солнечных панелях?

12 В / 24 В36 В / 48 В

Поэтому принята стандартная практика использовать напряжения:

• 12 В для систем с потреблением на более 1 кВт.
• 24 В или 36 В – при потреблении до 5 кВт.
• 48 В – при мощности свыше 5 кВт.

Для получения таких напряжений используют последовательное включение панелей (наборов панелей).

А сколько нужно для частного дома?

Одна солнечная панель стоит от 7000 рублей. Стоимость может быть очень разной – всё зависит от размеров панели, её качества и, конечно же, от производителя: чем раскрученнее бренд, тем дороже.

Но вы же понимаете, что панели будут работать только днём, причём солнечным днём, а в пасмурную погоду или ночью эта система просто не сможет функционировать. И энергия будет потребляться из запасов, накопленных в солнечные часы. А чтобы образовался запас, должны быть излишки, и это дополнительные панели.

ФОТО: img.alicdn.comЧтобы сохранить избыток энергии, потребуются аккумуляторы, причём не любые, а гелевые, которые прослужат долго и надёжно

Аккумуляторов надо не один и не два, а минимум четыре или больше, в зависимости от того, какое количество энергии вам потребуется. И какими бы надёжными эти аккумуляторы ни были, они служат года 3–4, а потом их придётся менять.

Если сложить всё вместе, получится далеко не 60 тысяч, а минимум 300, и ещё придётся постоянно вкладываться в плановую замену панелей и аккумуляторов. Вы готовы к этому?

Пиковая нагрузка и среднесуточное энергопотребление

Количество зависит от нескольких критериев. Например, мощность сети электропотребления и расположение модуля. На основании этого подбирается инвертор. Количество панелей также напрямую зависит от региона – чем меньше поступает радиации на поверхность, тем выше суммарная площадь панелей.

Для этого необходимо рассчитать количество пиковых часов за сутки (время, при котором уровень солнечной энергии не падает ниже отметки в 1000 Вт/м2). Затем на основании полученных расчетов определяется суммарную мощность электростанции, в зависимости от мощности одного фотоэлемента за время пиковой нагрузки.

Посмотрите обучающие видео: Как вычислить мощность солнечной системы для частного дома?

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.

Нужно ли платить налог на солнечные батареи при эксплуатации?

Здесь российских действующих и потенциальных обладателей СЭС можно обрадовать. Согласно последним изменениям в законодательстве, в 2021 году в России не облагается налогом не только использование, но и продажа энергии, сгенерированная любыми ВИЭ.

Правда, в сфере микрогенерации данное право распространяется только на владельцев станций совокупной мощностью до 15 кВт. При условии выработки подобным объектом излишков генерации их продажа местным Облэнерго:

• не приравнивается к предпринимательской деятельности;
• не облагается налогом на прибыль от солнечных батарей;
• не облагается подоходным налогом.

Но и эти объемы прибыли налогами не облагаются.

Коллекторная система отопления

Наибольшей эффективности и отдачи можно добиться, установив вместо солнечных модулей коллекторы – наружные установки, в которых под действием солнечного излучения происходит нагрев воды. Такая система является более логичной и естественной, так как не потребует нагревания теплоносителя другими устройствами.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия приборов двух основных видов: плоских и трубчатых.

Плоский вариант для самостоятельного изготовления

Конструкция плоских установок настолько проста, что опытные мастера-умельцы собирают кустарные аналоги своими руками, часть деталей купив в специализированном магазине, часть соорудив из подручного материала.

Внутри стального или алюминиевого утепленного короба закреплена пластина, адсорбирующая солнечное тепло. Чаще всего она покрыта слоем черного хрома. Сверху теплопоглотитель защищен герметичной прозрачной крышкой.

Нагревание воды происходит в трубках, уложенных змейкой и соединенных с пластиной. Вода или антифриз поступает внутрь короба через впускной патрубок, нагревается в трубках и перемещается на выход – к выпускному патрубку.

Светопропускная способность крышки объясняется использованием прозрачного материала – прочного закаленного стекла или пластика (например, поликарбоната). Чтобы солнечные лучи не отражались, стеклянную или пластиковую поверхность матируют (+)

Существует два вида подключения, однотрубное и двухтрубное, принципиальной разницы в выборе нет. Но существует большая разница в том, каким способом теплоноситель будет подаваться к коллекторам – самотечным или с помощью насоса. Первый вариант признан неэффективным из-за слабой скорости передвижения воды, по принципу нагрева он напоминает емкость для летнего душа.

Функционирование второго варианта происходит благодаря подключению циркуляционного насоса, который подает теплоноситель в принудительном порядке. Источником энергии для работы насосного оборудования может стать энергосистема на солнечных батареях.

Температура теплоносителя при нагреве солнечным коллектором достигает 45-60 ºС, на выходе максимальный показатель – 35-40 ºС. Для повышения эффективности работы отопительной системы наряду с радиаторами используют «теплые полы» (+)

Трубчатые коллекторы – решение для северных регионов

Общий принцип работы напоминает функционирование плоских аналогов, но с одной разницей – теплообменные трубки с теплоносителем находятся внутри стеклянных колб. Сами трубки бывают перьевыми, запаянными с одной стороны и внешним видом напоминающие перья, и коаксиальными (вакуумными), вставленными друг в друга и запаянными с обеих сторон.

Теплообменники также бывают разными:

• система преобразования солнечной энергии в тепловую Heat-pipe;
• обычная трубка для перемещения теплоносителя U-type.

Второй вид теплообменников признан более эффективным, но недостаточно популярным из-за стоимости ремонта: при выходе из строя одной трубки придется производить замену всей секции.

Трубка Heat-pipe не является частью целого сегмента, поэтому поменять ее можно за 2-3 минуты. Вышедшие из строя коаксиальные элементы ремонтируют, просто сняв заглушку и заменив поврежденный канал.

Схема, объясняющая цикличность нагревательного процесса внутри вакуумных трубок: холодная жидкость под воздействием солнечного тепла нагревается и испаряется, уступая место следующей порции холодного теплоносителя (+)

Проанализировав технические характеристики коллекторов разного типа и обобщив опыт их использования, решили, что для южных областей больше подходят плоские коллекторы, а для северных – трубчатые. Особенно хорошо зарекомендовали себя в условиях сурового климата установки с системой Heat-pipe. Они обладают нагревательной способностью даже в пасмурные дни и ночью, «питаясь» минимальным количеством солнечного света.

Образец стандартной схемы подключения солнечных коллекторов к бойлерному оборудованию: насосная станция обеспечивает циркуляцию воды, контроллер регулирует процесс нагревания

Вывод

Есть и положительные и отрицательные отзывы потребителей, пишут, что не смотря на то, что комплект солнечных батарей стоит не дешево, но установка окупается на 30-40 % за 10 лет от ее полной стоимости. Установив солнечные батареи в собственном доме можно значительно экономить семейный бюджет. Первоначально хозяину нужно будет потратить некоторые средства, но через несколько лет вложения себя оправдают, и в дальнейшем времени можно будет пользоваться бесплатной электроэнергией.

Благодаря своей долговечности и качественным материалам – солнечные батареи прослужат несколько десятков лет.