Солнечные батареи для дома — схема оборудования, расчет стоимости комплекта

Глядя на океан энергии, перетекающий с небес на землю, мы по-прежнему зависим от электрических сетей.

Если внутри города электроснабжение более-менее стабильно, то жители за пределами города регулярно становятся участниками «конца света».

Как обеспечить дом надежным источником электроэнергии и не лишить его комфорта, который невозможен без «направленного движения электронов»?Теоретически ответ очень прост, но на самом деле он малоизвестен многим людям.

Это солнечные батареи для частных домов, главное условие их автономного существования.

В этой статье мы рассмотрим, что это за устройства, их виды, характеристики и последствия от их использования.

Виды солнечных батарей

Все мы знаем о фотоэффекте из школьных курсов физики. Появляется в полупроводниках под действием света. Все солнечные панели работают по этому принципу.

Мы не будем подробно останавливаться на теории процесса, а остановимся лишь на наиболее важных практических моментах:

• Существует три типа солнечных элементов: монокристаллические, поликристаллические и панели из аморфного кремния (гибкие).
• Все они генерируют постоянный ток (12 или 24 В).
• Срок эксплуатации данных устройств составляет более 20 лет.
• Мощный аккумулятор не может эффективно работать без дополнительного оборудования (контроллера, аккумулятора, инвертора).

Теперь давайте более подробно рассмотрим каждый пункт. Монокристаллические панели имеют более высокую выходную мощность на единицу площади поверхности по сравнению с поликристаллическими панелями. При этом его цена значительно выше.

Производительность поликристаллических ячеек снижается на 15-20%, но незначительно в пасмурную погоду. И наоборот, в случае монокристаллов выработка энергии быстро снижается при рассеянном освещении. Солнечные элементы из аморфного кремния дешевле поликристаллического кремния, но срок их службы в два-три раза короче. Исходя из вышеперечисленных фактов, выгоднее покупать поликристаллические панели.

Набор оборудования для солнечной станции

Мощная солнечная батарея для дачи – это не самодостаточное устройство. Чтобы вечером или в пасмурные дни использовать бытовую технику на полную мощность, полученную энергию необходимо где-то хранить.

Поэтому вам в любом случае понадобится аккумулятор большой емкости и долговечный. В его выборе есть один важный нюанс. Тем не менее, не пытайтесь сэкономить, покупая стартерный автомобильный аккумулятор. Он плохо приспособлен для периодического хранения энергии и плохо переносит глубокие разряды. Его основная цель — обеспечить сильный, но кратковременный электрический ток для запуска двигателя.

Чтобы накапливать энергию и медленно ее рассеивать, нужен аккумулятор другого типа: AGM или гелевый. Первый дешевле, но имеет меньший срок службы (до 5 лет). Гелевые аккумуляторы стоят дороже, но имеют гораздо больший срок службы (8-10 лет).

Контроллер – еще один важный элемент автономной солнечной станции. Выполните некоторые задания:

• В момент полной зарядки аккумулятор отключается от аккумулятора и включается для подачи свежего электричества.
• Выберите наиболее подходящий режим зарядки, чтобы увеличить запас энергии.
• Гарантирует максимальное время автономной работы.

На солнечных электростанциях используются несколько типов контроллеров:

• ВКЛ/ВЫКЛ «Вкл и выкл»;
• ШИМ
• МПРТ.

Самые дешевые устройства просто отключают солнечную панель от аккумулятора, когда напряжение на клеммах поднимается до максимального уровня. Это не лучший вариант, поскольку на данный момент аккумулятор еще не полностью заряжен.

Более дорогие ШИМ-контроллеры работают более «умно». Как только будет достигнуто максимальное напряжение, уменьшите его до заданного уровня и удерживайте еще несколько часов. Это обеспечивает более полный уровень хранения энергии.

И, наконец, самые интеллектуальные контроллеры типа MPPT максимально эффективно используют мощность солнечной панели во всех режимах работы. Это позволяет хранить в аккумуляторе дополнительно 10-30% электроэнергии.

Независимо от типа используемого полупроводникового материала (поликристаллический, монокристаллический, аморфный кремний), солнечный элемент представляет собой цепочку модульных ячеек, соединенных последовательно. Каждый выдает небольшое напряжение (в пределах полвольта) и слабый ток (одну десятую ампера). Вместе они «сливают» накопленную энергию в общий канал и получают на выходе аккумулятора большой ток и постоянное напряжение (12 или 24 вольта).

Блок-схема оборудования солнечной станции

Стандартные бытовые приборы рассчитаны на напряжение 220 Вольт, поэтому работать на постоянной мощности они не могут. Преобразование постоянного тока в переменный осуществляется отдельным инверторным устройством. Будет завершена серия оборудования, необходимого для солнечных батарей.

Несмотря на относительно высокую первоначальную стоимость компонентов солнечной станции, ее эксплуатация выгодна за счет длительного «жизненного» ресурса основных элементов — фотонно-кристаллических панелей и аккумуляторов.

Сколько нужно солнечных батарей для дома и дачи?

Здесь все просто. Покупателям не нужно производить сложные расчеты мощности солнечной станции или подбирать аккумуляторы. Эту работу уже провели специалисты компаний, производящих и продающих данное оборудование.

Потребителям остается лишь выбрать готовый комплект исходя из своих потребностей из предложенного ассортимента. В качестве примера рассмотрим некоторые стандартные опции, представленные на сайте продавца (по состоянию на 2016 год).

Данная солнечная станция построена на одной панели мощностью 250 Вт и предназначена для обеспечения энергией потребителей, перечисленных в Таблице 1.

Таблица № 1. Потребительский комплект солнечной станции мощностью 250 Вт

Ориентировочная цена складывается из стоимости устройства, указанной в Таблице 2.

Таблица №2 Стоимость оборудования для станции 250 Вт

Солнечная станция мощностью 500 Вт может питать ряд бытовых приборов, перечисленных в Таблице 3.

Таблица №3 Энергетический потенциал солнечной электростанции мощностью 500 Вт

Ориентировочная стоимость (в разбивке по типу и модели оборудования) указана в Таблице 4.

Таблица 4

Солнечная станция мощностью 1000 Вт может питать энергосберегающие светодиодные лампы, телевизоры, ноутбуки и спутниковые антенны, а также спутниковые тарелки. Одновременно «подтяните» микроволновую печь, водяной насос или мощную электроплиту (табл. 5).

Таблица 5

Основой этой солнечной станции являются четыре солнечные панели мощностью по 250 Вт каждая. За весь комплект оборудования (не включая затраты на установку, подключение и кабель) вам придется заплатить сумму, указанную в Таблице №6

Таблица №6 Ориентировочная стоимость оборудования солнечной электростанции мощностью 1кВт

Рассматривая представленный комплект оборудования, нетрудно заметить, что стоимость инверторов сопоставима с ценой солнечных батарей. Поэтому некоторые владельцы солнечных станций предпочитают обходиться без инверторного преобразователя. Они покупают бытовую технику, работающую от напряжения 12 В постоянного тока. Помимо своей высокой цены, инверторы во время работы потребляют около 10% энергии, которую они получают от солнечных батарей. Поэтому значительную экономию можно получить, исключив его из цепочки оборудования.

Особенности монтажа

Установка солнечных панелей технически простой процесс, но он сопряжен с большой ответственностью. Из-за большой площади и веса прочных панелей их необходимо надежно фиксировать с помощью направляющих и специальных креплений. Кроме того, у вас должен быть легкий доступ к аккумулятору на крыше для уборки пыли и снега.

Производство энергии напрямую зависит от угла, под которым солнечные лучи падают на фотоэлектрические элементы. Поэтому солнечные панели не фиксируются в одном месте, а крепятся на вращающихся устройствах.

Рекомендуемый угол наклона солнечных панелей

Солнечные панели имеют два основных положения: летнее и зимнее. Изменяя угол наклона, вы можете получить максимальную эффективность от вашей солнечной станции.

Характерные отзывы

Их можно разделить на две группы: отзывы тех, кто уже пользуется этими устройствами, и мнения всех, кто только изучает вопрос автономного электропитания.

Большинство владельцев солнечных электростанций довольны своим выбором. Те, кто устанавливал солнечные панели на загородных домах, отмечают надежность, всесезонность и эффективность солнечных батарей. Потенциальные покупатели обеспокоены длительным сроком окупаемости оборудования и ставят под сомнение его экономическую целесообразность.

Нам хотелось бы высказать свои мысли на эту тему. Учитывая, что цена на электроэнергию, получаемую из внешних сетей, неуклонно растет, использование солнечных электростанций не является убыточным. Когда речь идет о районах, где вообще нет электроэнергии или где часто случаются отключения электроэнергии, единственным вариантом являются солнечные электростанции.

Самостоятельная сборка

Домашних мастеров побуждают заняться солнечной энергетикой два фактора: желание удешевить солнечные панели и новизна этой работы.

Экономия, которую вы можете получить, сделав это самостоятельно, поразительна. Комплект своими руками, состоящий из фотоэлемента и токопроводящей ленты для крепления, почти на 50% дешевле аккумулятора заводской сборки. Вы можете купить на российских интернет-торговых площадках или заказать прямую доставку из страны-производителя.

Во всемирной сети можно найти множество ответов на вопрос, как сделать солнечный элемент для домашнего использования своими руками. Здесь помимо словесного объяснения процесса вы найдете толковое видео, наглядно показывающее его основные этапы.

Практические советы, содержащиеся в таких руководствах, основаны на ценном опыте проб и ошибок. Это поможет новичкам успешно выполнить данную задачу без серьезных финансовых потерь.

Сборка солнечного элемента включает в себя следующие этапы:

• Спаяйте фотоэлементы последовательно в единую энергетическую цепь с помощью токопроводящей ленты;
• Производство рамок витрин.

Самый ответственный момент – заливка фотоэлементов прозрачным герметиком и соединение их с рамой остекления. Здесь действует отработанная технология, в основе которой лежит толстый лист поролона, защищающий хрупкие фотоэлементы от разрушения.

Специалисты по ручной сборке рекомендуют не экономить на герметике. Если слой слишком тонкий, в батарею может проникнуть влага. Разрушает солнечные элементы и проводящие пути.