Сонячні батареї для приватного будинку – вартість комплекту. Як вибрати сонячні батареї для опалення

Причини популярності альтернативних джерел енергії цілком зрозумілі: існує можливість заощадити на паливі та втілити в життя мрії про екологічно чисті системи життєзабезпечення. Вміло використовуючи енергію сонця, вітру та води, можна звичайний дачний будиночок перетворити на сучасний екодом. Спробуймо розібратися, чи реально в приватному будинку обладнати опалення на сонячних батареях і наскільки це вигідно.

Методи застосування енергії небесного світила не відносяться до інноваційних технологій, сонячне тепло використовують давно та дуже успішно. Однак це стосується переважно Австралії, деяких країн Європи, Америки та південних регіонів, де альтернативну енергію можна отримувати протягом усього року.

Деякі північні області відчувають дефіцит природного випромінювання, тому його застосовують як додатковий або запасний варіант.

Вважати, що всі північні регіони отримують набагато менше природного тепла, ніж південні, помилково. Припустимо, на Чукотці або в центральній Канаді сонячних днів набагато більше, ніж у розташованій на південь від Великобританії.

Посередниками між сонячними променями і механізмом, що утворює енергію, є сонячні батареї або колектори, які відрізняються і призначенням, і конструкцією.

Батареї акумулюють енергію сонця та дозволяють використовувати її для живлення побутових електричних приладів. Вони є панелі з фотоелементами з одного боку і фіксуючим механізмом з іншого. Можна поекспериментувати та зібрати батарею самостійно, але простіше купити готові елементи – вибір досить широкий.

Геліосистеми (сонячні колектори) є частиною опалювальної системи будинку. Великі теплоізольовані короби з теплоносієм, як і батареї, кріплять на піднятих щитах, звернених до сонця, або скатах даху.

Для підвищення ефективності панелі поміщають динамічні механізми, що нагадують систему стеження – вони повертаються слідом за рухом сонця. Процес перетворення енергії відбувається у трубках, розташованих усередині коробів.

Схема пристрою опалювальної системи із сонячним колектором, підключеним до бойлера, та запасним джерелом електроенергії (наприклад, газовим котлом), що працює на традиційному паливі (+)

Головна відмінність геліосистем від сонячних батарей у тому, що перші нагрівають теплоносій, а другі акумулюють електроенергію. Є можливість обігрівати приміщення і за допомогою фотоелементів, але схеми пристрою нераціональні та придатні лише для тих районів, де сонячних днів на рік не менше 200.

Плюси та мінуси альтернативної опалювальної системи

Переваг у сонячної системи обігріву не так багато, але кожне з них вагоме і може стати причиною для приватних експериментів:

• Екологічні переваги.Це безпечне для мешканців будинку та навколишньої природи, чисте джерело тепла, яке не вимагає застосування традиційних видів палива.
• Автономність. Власники систем абсолютно не залежать від цін на енергоносії та від економічної ситуації в країні.
• Економічність.За збереження традиційної опалювальної системи з'являється можливість знизити витрати на оплату гарячого водопостачання.
• Загальна доступність. Для встановлення сонячних систем не потрібні дозволи з державних інстанцій.

Але є й неприємні моменти, здатні зіпсувати загальну картину. Наприклад, визначення ефективності роботи системи знадобиться тривалий період – щонайменше 3 років (за умови, що сонячної енергії достатньо і вона використовується активно).

Установка тільки сонячних модулів вимагатиме великих вкладень: найдешевші кремнієві панелі обійдуться не менше 2200 руб. за штуку, а полікристалічні шестидіодні елементи першої категорії – до 17 000 за штуку. Підрахувати вартість 30 модулів досить просто (+)

Користувачі відзначають такі недоліки:

• високі ціни обладнання, необхідне запуску системи в експлуатацію;
• пряма залежність кількості виробленого тепла від географічне положеннята погоди;
• обов'язкова наявність резервного джерела, наприклад, газового котла(На практиці найчастіше резервною виявляється геліосистема).

Щоб досягти більшої віддачі, доводиться регулярно стежити за справністю колекторів, очищати їх від сміття і берегти від утворення льоду в заморозки. Якщо температура часто опускається нижче за відмітку 0ºС, потрібно подбати про додаткову теплоізоляцію не тільки елементів геліосистеми, а й будинку в цілому.

Чи підходять сонячні батареї для опалення

Головне призначення фотоелементів, що акумулюють енергію, полягає у забезпеченні будинку електрикою. Щоб включити їх у схему пристрою опалювальної системи та досягти оптимального функціонування, необхідно зібрати ланцюг з накопичувальним баком. Саме в ньому відбуватиметься нагрівання води, яка, досягнувши певної температури, заповнить труби і радіатори в приміщеннях (вітальні, ванній), що вимагають обігріву.

Система, що працює від сонячної енергії, з двоконтурним баком, що організує нагрівання та подачу. гарячої водиу двох напрямках: в опалювальні радіатори та до точок розбору (+)

Спробуємо розібрати конструктивні особливостісонячних батарей і визначити їхню потенційну роль у системі обігріву.

Як працюють панелі з фотоелементами

Існує три поширені види елементів для влаштування сонячних батарей:

• Монокристалічні. Це тонкі пластини чистого кремнію, нарізані з вирощеного в штучних умовах кристала. Найбільш продуктивний різновид з ККД близько 17-18%. Оптимальна температура для експлуатації – від 5 до 25 ºС.

• Полікристалічні. Виготовлені із пластин, отриманих при поступовому охолодженні кремнієвого розплаву. Технологія їх виробництва менш трудомістка, але й ККД фотоелектричних елементів з полікристалу суттєво нижча — не більше 12 %.

• Аморфні.Вони ж плівкові. Виготовлені методом випарної фази, в результаті якого кремній у вигляді тонкої плівки осідає на гнучкій полімерній основі. Найдешевший виробничий спосіб поєднується з низькою продуктивністю, що обчислюється до 7%.

Для встановлення автономних опалювальних систем у північних регіонах найбільш підходящим варіантом вважають фотоелектричні батареї, зібрані з монокристалічних елементів. Однак батареї з аморфними модулями простіше в установці практично не вимогливі до основи і набагато дешевше.

Монокристалічний модуль складається з послідовно підключених елементів, об'єднаних у модулі. Декілька модулів формують сонячну батарею. Темна поверхня фотоелектричних геліосистем оптимізує поглинання сонячних променів

Завдання зовнішніх елементів – поглинати та перетворювати сонячні промені. Вивільнена енергія надходить далі і концентрується в акумулюючому накопичувачі. Невеликий елемент дає близько 100-250 Вт, а збірна панель площею 25-30 м забезпечує електрикою невеликий будиночок. Для влаштування системи обігріву потрібно енергії в 2-3 рази більше.

У ролі перетворювача постійного струму сонячного виробництва в електрику виступає інвертор, так як для роботи побутових електроприладів і світильників необхідний змінний струм. Якщо говорити саме про опалювальну систему, то електронний котел для нагрівання води також працює на змінному струмі. Для забезпечення житла світлом вночі будуть потрібні акумулятори, що зберігають денні запаси.

Інверторні модулі встановлюють у зручному для обслуговування місці, хоча він не потребує постійного керування та діє в автоматичному режимі

Ефективність використання фотоелементів

Найпростіше придбати сонячні колектори та застосувати одну із простих, перевірених роками схем. Проте обставини часом диктують свої умови. Припустимо, у вас є чудова функціонуюча робоча системаз сонячним генератором, але поки що вона служить для подачі електрики та забезпечення будинку гарячою водою.

Зрозуміло, що купувати нове обладнання невигідно, тому легше збільшити потужності, прикупивши кілька фотоелектричних перетворювачів. Бюджетний варіант – кремнієві панелі із продуктивністю до 23-25%. До джерела струму необхідно підключити опалювальний приладпрацює на електриці. Універсальний варіант - казан, оснащений розподільчою розводкою.

Полімерні плівкові елементи на російському ринкузустрічаються набагато рідше, ніж кремнієві моно-і полікристалічні аналоги. Вони зручні для монтажу, але мають низький ККД - всього 6 %

Якщо правильно організувати подачу електроенергії, її вистачить і для гарячого водопостачання, і для опалення. Існують приклади, коли будинок повністю забезпечений теплом – його можна дізнатися по даху, практично повністю покритому панелями. Іноді потрібно зведення спеціальних конструкцій, що окремо стоять, якщо площі покрівлі не вистачає. Виходить, що збільшення потужності необхідна додаткова вільна площа.

Навіть найретельніші підрахунки не допоможуть вам визначити точну кількість потенційної енергії та оперативно створити ефективну, налагоджену систему. Справа в тому, що на практиці виникають перешкоди, поява яких передбачити досить складно. Ось деякі з факторів:

• Непостійність погоди.Точна кількість сонячних днів невідома навіть у південних областях. Достовірно передбачити їх кількість у північних районах практично неможливо.
• Нерегулярність одержання електрики.Наприклад, у північних регіонах взимку короткий світловий день, тому багато переробленої сонячної енергії йде на освітлення. До того ж інтенсивність сонячного випромінювання в зимовий періодсуттєво зменшується.
• Періодичні поломки. Як і всі технічні системи сонячні панеліможуть іноді виходити з ладу через пошкодження окремих елементів, контрактних з'єднань, захисної поверхні тощо.

Отже, про ефективність можна дізнатися лише через певний проміжок часу, мінімум – через рік. Можливо, доведеться збільшити кількість фотоелементів або акумуляторів, продумати додаткову теплоізоляцію будинку, зменшити територію, що опалюється. Припустимо, у північних районах Німеччини з метою економії спальні часто не опалюються взагалі.

Обслуговування встановлених фотоелементів не вимагає спеціальних умінь і полягає в регулярному чищенні: прибирання снігу взимку та сміття в теплий період, промиванні скляної поверхні водою зі шланга

Схема встановлення домашньої електростанції

Найпростіший спосіб встановлення сонячного генератора – звернення до компанії, що реалізує системні компоненти та пропонує послуги з їхнього монтажу. Плюси – професійний проект з урахуванням індивідуальних особливостей, гарантія на всю продукцію та встановлення, мінус – висока вартість. Якщо ви маєте відповідний досвід, можете самостійно зібрати міні-електростанцію із сонячними батареями для опалення приватного будинку.

Найбільш ефективною вважається гібридна схема пристрою повітряно-сонячної системи, в якій задіяні фотоелементи для одержання енергії, колектори для нагрівання води та додатково встановлений вітрогенератор (його можна замінити резервним паливним джерелом)

Усі деталі для збирання системи опалення продаються у спеціалізованих магазинах. Необхідно придбати такі компоненти:

• комплект кремнієвих або плівкових сонячних модулів;
• акумуляторну батарею, що накопичує енергію;
• контролер заряду, що регулює процес зарядки-розрядки акумулятора;
• інвертор, що перетворює постійний струм змінний;
• набір кабелів.

Бажано, щоб акумулятори були однаковими (з урахуванням марки, ємності та навіть партії) та мали можливість зберігати енергію протягом 3-4 днів. Тривалість роботи залежить від температури приміщення – в холодних умовах вони швидко розряджаються. Якщо добове споживання дорівнює 2400 Вт-год, необхідні батареї загальною ємністю щонайменше 1000 А-ч.

При використанні автомобільних акумуляторівпам'ятайте, що їхня максимальна ефективність – 70-75 % (термін служби – 3 роки), спеціальні пристрої для сонячних систем мають кращі показники – до 85% (термін служби – 10 років). Деяка кількість енергії втрачається в процесі зберігання та перетворення

Якість струму, що виробляється синусоїдальними інверторами для сонячних систем, вища за показники струму з централізованої мережі. Особливість обладнання полягає в синхронізації фази напруги, при якій перехід 12 В 220 В здійснюється без перерви у функціонуванні побутових електричних приладів.

Потужність інверторів – від 250 Вт до 6000 Вт та вище. Збільшити потужність на виході можна через паралельне підключення декількох приладів (наприклад, 3 х 3000 Вт = 9000 Вт)

Після монтажу всіх елементів сонячної системи необхідно до інвертора підключити електричний бак, що нагріває воду, а до бака, у свою чергу, опалювальний трубопровід.

Колекторна система опалення

Найбільшої ефективності та віддачі можна досягти, встановивши замість сонячних модулів колектори – зовнішні установки, у яких під впливом сонячного випромінювання відбувається нагрівання води. Така система є більш логічною та природною, тому що не вимагатиме нагрівання теплоносія іншими пристроями. Розглянемо конструкцію та принцип дії приладів двох основних видів: плоских та трубчастих.

Плоский варіант для самостійного виготовлення

Конструкція плоских установок настільки проста, що досвідчені майстри-умільці збирають кустарні аналоги своїми руками, частину деталей купивши в спеціалізованому магазині, частину спорудивши з підручного матеріалу.

Усередині сталевого або алюмінієвого коробки, що утеплює, закріплена пластина, що адсорбує сонячне тепло. Найчастіше вона вкрита шаром чорного хрому. Зверху теплопоглинач захищений герметичною прозорою кришкою. Нагрівання води відбувається в трубках, покладених змійкою і з'єднаних із пластиною. Вода або антифриз надходить усередину короба через впускний патрубок, нагрівається в трубках і переміщається на вихід до випускного патрубка.

Світлопропускна здатність кришки пояснюється використанням прозорого матеріалу – міцного загартованого скла або пластику (наприклад, полікарбонату). Щоб сонячні промені не відбивалися, скляну або пластикову поверхню матують (+)

Існує два види підключення, однотрубне та двотрубне, принципової різниці у виборі немає. Але існує велика різниця в тому, яким способом теплоносій подаватиметься до колекторів - самопливним або за допомогою насоса. Перший варіант визнаний неефективним через слабку швидкість пересування води, за принципом нагрівання він нагадує ємність для літнього душу.

Функціонування другого варіанту відбувається завдяки підключенню циркуляційного насоса, що подає теплоносій у примусовому порядку. Джерелом енергії для роботи насосного обладнання може стати енергосистема на сонячних батареях.

Температура теплоносія під час нагрівання сонячним колектором досягає 45-60 ºС, на виході максимальний показник – 35-40 ºС. Для підвищення ефективності роботи опалювальної системи поряд з радіаторами використовують «теплі підлоги»

Трубчасті колектори – рішення для північних регіонів

Загальний принцип роботи нагадує функціонування плоских аналогів, але з однією різницею – теплообмінні трубки з теплоносієм знаходяться усередині скляних колб. Самі трубки бувають пуховими, запаяними з одного боку і зовнішнім виглядомщо нагадують пір'я, і ​​коаксіальними (вакуумними), вставленими один в одного і запаяними з обох боків.

Теплообмінники також бувають різними:

• система перетворення сонячної енергії на теплову Heat-pipe;
• звичайна трубка для переміщення теплоносія U-type.

Другий вид теплообмінників визнаний більш ефективним, але недостатньо популярним через вартість ремонту: при виході з ладу однієї трубки доведеться замінювати всю секцію. Трубка Heat-pipe не є частиною цілого сегмента, тому міняти її можна за 2-3 хвилини. Коаксіальні елементи, що вийшли з ладу, ремонтують, просто знявши заглушку і замінивши пошкоджений канал.

Схема, що пояснює циклічність нагрівального процесу всередині вакуумних трубок: холодна рідина під впливом сонячного тепла нагрівається і випаровується, поступаючись місцем наступної порції холодного теплоносія (+)

Проаналізувавши технічні характеристики колекторів різного типу та узагальнивши досвід їх використання, вирішили, що для південних областей більше підходять плоскі колектори, а для північних – трубчасті. Особливо добре зарекомендували себе в умовах суворого клімату установки із системою Heat-pipe. Вони мають нагрівальну здатність навіть у похмурі дні і вночі, «живлячись» мінімальною кількістю сонячного світла.

Зразок стандартної схеми підключення сонячних колекторів до бойлерного обладнання: насосна станціязабезпечує циркуляцію води, контролер регулює процес нагрівання.

Як збільшити продуктивність

Зазвичай, поекспериментувавши з невеликою кількістю сонячних модулів, власники приватних будинків йдуть далі та вдосконалюють систему у різний спосіб.

Найпростіший спосіб – це збільшення кількості задіяних модулів, відповідно, залучення додаткових площ для їх розміщення та купівля потужнішого супутнього обладнання

Що робити, якщо є дефіцит вільної площі? Ось кілька рекомендацій для підвищення ефективності сонячної станції (з фотоелементами чи колекторами):

• Зміна орієнтації модулів.Переміщення елементів щодо положення сонця. Простіше кажучи, встановлення основної частини панелей на південній стороні. При довгому світловому дні оптимально задіяти поверхні, що виходять на схід і захід.

• Регулювання кута нахилу.Виробник зазвичай вказує, який кут є найкращим (наприклад, 45º), але часом при монтажі доводиться вносити свої корективи з урахуванням географічної широти.

• Правильний вибір місця встановлення.Дах підходить, тому що найчастіше є найвищою площиною і не затінюється іншими об'єктами (припустимо, садовими деревами). Але існують ще більш сприятливі площі - поворотні пристрої стеження за сонцем.

При перпендикулярному розташуванні елементів до променів сонця система працює більш ефективно, проте на стабільно закріпленій поверхні (наприклад, даху) це можливо лише на короткий проміжок часу. Щоб його збільшити, вигадали практичні пристрої стеження.

Механізми стеження – це динамічні платформи, які своєю площиною повертаються за сонцем. Завдяки їм продуктивність генератора збільшується влітку приблизно на 35-40%, взимку – на 10-12%.

Великим мінусом пристроїв стеження є їхня висока вартість. У деяких випадках вона не окупається, тому немає сенсу вкладатись у непотрібні механізми. Підраховано, що 8 панелей – мінімальна кількість, за якої витрати з часом виправдають себе. Можна задіяти і 3-4 модулі, але за однієї умови: якщо вони безпосередньо, в обхід акумуляторів, підключені до водяного насоса.

Буквально цими днями компанія Тесла Моторс оголосила про створення нового типу даху – з інтегрованими сонячними батареями. Ілон Маск заявив, що модифікований дах буде дешевшим, ніж звичайна покрівля із встановленими на неї колекторами або модулями.

Відео про використання сонячних батарей

Тематичні відеоролики допоможуть вам краще уявити пристрій домашніх сонячних станцій та розкриють деякі секрети монтажу обладнання.

Доступно викладена технічна інформація про сонячні батареї та контролери заряду:

Корисний досвід використання сонячних батарей у Підмосков'ї:

Схема та практичне використання СЕС з двома полями:

Приклад успішно працюючої сонячної станції, повністю зібраної самостійно, що забезпечує і ГВП, і опалення будинку:

Як бачите, опалювальна системана сонячних батареях - цілком реальне явище, яке ви можете самостійно втілити у життя. Сфера альтернативних способів отримання енергії розвивається постійно, можливо завтра ви почуєте про нове відкриття.

Навряд чи можна уявити комфортні умови життя сучасної людини без систем опалення та кондиціювання, побутових приладів (холодильника, чайника, мікрохвильової печі), телевізора та комп'ютера, що працюють на електричній енергії.

У приватному будинку крім перелічених приладів людині потрібен насос для водопостачання, септик, охоронна сигналізація, система безпеки опалювального котла та багато іншого. Електрична енергія стала невід'ємною частиною нашого життя і значення її можна зрозуміти лише за її відсутності.

На жаль, у нашій країні чимало будинків та цілих селищ, не підключених до електричним мережам. Причому територіально ці селища перебувають над тайзі чи тундрі, а центрі країни, в Підмосков'ї. Втім, будинків без електрики є чимало й в інших районах країни.

Для забезпечення мінімального рівня комфорту доводиться виробляти електричну енергію самостійно, використовуючи для цього генератори, сонячні батареї або вітрогенератори.

У Підмосков'ї вітрогенератори не ефективні - тут низька середньорічна швидкість вітру, що робить марною їхню установку. Перевагу доводиться віддавати сонячним батареям та традиційним генераторам на рідкому паливі.

Вибір сонячних батарей

Сучасні сонячні батареї ефективні будь-якої пори року. Обов'язковою умовоюдля їх роботи є наявність ясного безхмарного неба та прямого влучення сонця на поверхню. У похмуру погоду виробництво електричної енергії також не припиняється, але продуктивність сонячних батарей різко знижується.

Для того, щоб отримана електрична енергія могла бути використана споживачем, разом із сонячними батареями необхідно придбати акумуляторні батареї та інвертор. Такий комплект можна назвати сонячною електростанцією. З його допомогою можна не тільки отримувати електрику, але й накопичувати її та використовувати при необхідності. Обладнання підбирають залежно від потреб споживача та від того, які саме електричні прилади надалі працюватимуть за рахунок отриманої електричної енергії.

Слід зазначити, що в даний час вартість одиниці виробленої енергії за допомогою сонячних батарей коштує недешево, в середньому 25 рублів за 1 кВт, що приблизно в п'ять разів дорожче, ніж електрична енергія в централізованих електричних мережах.

Тому вести мову про встановлення сонячних батарей з метою економії коштів на оплату енергоресурсів нині немає сенсу. Втім, надалі, при зниженні вартості обладнання отримання електрики за допомогою сонця, напевно, коштуватиме набагато дешевше. Але поки що це питання майбутнього.

Як вибрати обладнання?

Підбір обладнання для встановлення сонячних батарей у приватному будинку починають із визначення переліку електричних приладів, використання яких планується надалі. Потім цей перелік ретельно аналізується для пошуку альтернативи кожному електричному приладу. Наприклад, електричний чайник можна замінити нагріванням води на газовій конфорці, що працює на зрідженому паливі, воду для господарських потреб та душу підігрівати за допомогою сонячних колекторів, а без освітлення, охоронної сигналізації та енергозалежної системи автоматичного контролю за роботою газового котла обійтися не вдасться.

Залишивши в переліку лише необхідний мінімум, розраховують потребу в електричній енергії та потім підбирають сонячні батареї відповідної потужності.

Скільки коштує комплект сонячних батарей для дому

• Сонячні панелі

Основним елементом сонячної електростанції є сонячний модуль чи сонячна панель. Панелі бувають:

• на основі монокристалічних кремнієвих елементів
• на основі полікристалічних кремнієвих елементів

Вартість сонячних панелей залежить від їх розміру та технічних характеристикі знаходиться в діапазоні від 1500 до 16000 рублів. Так, наприклад, панель 1650 х 991 х 40 мм коштує більше 16 тисяч рублів, А з її допомогою можна отримувати 200-260 Вт електроенергії. Для створення комфортних умов на дачі достатньо 4 таких панелей, для будинку з постійним проживанням їх потрібно вдвічі більше.

Термін служби сонячних панелей, як запевняють виробники, становить не менше 25 років.

• Інвертор

Другим невід'ємним елементом сонячної електростанції є інвертор. Вартість інверторів потужністю 2-2,5 кВт знаходиться в діапазоні від 17 до 25 тисяч рублів.

• Акумуляторні батареї

Акумуляторні батареї можна назвати вузьким місцем сонячної електростанції. Виробники заявляють термін служби акумулятора 10 років, обумовлюючи при цьому кількість циклів повного розряду, виробивши яке акумулятор стає непридатним набагато швидше.

Насправді в дачному будинку акумуляторну батарею доведеться міняти вже через 3-4 роки експлуатації. Вартість акумулятора для сонячної електростанції знаходиться в інтервалі від 12 до 27 тисяч рублів. Для комфортного проживання однієї батареї недостатньо. Як правило, акумуляторів встановлюють 2 або 3.

У результаті, сонячна електростанція для дачі в середньому коштує 100 тисяч рублів, не рахуючи витрат на монтаж обладнання. З її допомогою можна отримувати 1 кВт енергії на годину і використовувати її на власний розсуд. Цього достатньо для роботи холодильника, телевізора, освітлення за допомогою енергозберігаючих ламп та забезпечення безперебійної роботи опалювального котла.

Через 3-4 роки експлуатації акумулятори доведеться замінити. Період цей може бути коротшим або тривалішим, все залежить від циклів повного розряду акумуляторних батарей.

Що вигідніше - генератор чи сонячні батареї

Вартість сонячної електростанції перевищує вартість, що дорівнює їй за потужністю рідкопаливного генератора. Але для отримання електричної енергії за допомогою сонячних батарей жодних додаткових витрат, крім витрат на купівлю обладнання, не потрібно.

Для роботи генератора потрібне паливо, вартість якого низькою назвати неможливо. При приблизному підрахунку вартість одного Вт електроенергії, отриманої за допомогою сонця в 1,8 разів нижче за вартість одиниці електричної енергії, отриманої при спалюванні рідкого палива.

Коли та де потрібно використовувати батареї?

Встановлення сонячних батарей необхідно там, де немає можливості підключення до електричних мереж. Вибираючи між генератором та сонячною електростанцією, перевагу потрібно віддавати останній.

Встановлення сонячної електростанції не вирішить усі питання електропостачання. Так, наприклад, опалювати будинок за допомогою отриманої електроенергії навряд чи буде комусь по кишені, але забезпечити безперебійну роботу газового котла на ЗВГ доступно кожному.

На сьогоднішній день встановлення сонячних батарей у приватному будинку не спосіб заощадити або зберегти енергоресурси, а можливість жити з комфортом за умов відсутності централізованої подачі електроенергії.

Сонце – це джерело енергії для живого Землі. Вчені довели, що якби людина використовувала хоча б 1 відсоток енергії сонячних променів, які потрапляють на Землю за рік, її вистачило б на роки вперед для всіх потреб людства.

Якщо в нашій країні сонячна енергетика – це енергетика майбутнього, то в багатьох європейських країнах та країнах північної Америки її вже давно навчилися якісно «добувати» і використовувати у своїх цілях. Крім сонячної, існує також вітрова енергія або енергія води. Але решта двох видів дає значно менше бажаного результату, хоча так само активно використовуються на сьогоднішній день.

Сонячні батареї працюють за таким принципом: сонячні промені, потрапляючи на поверхню батареї під кутом 50-90 градусів, за допомогою фотоелектричних перетворювачів переробляються в електроенергію, звідки потім, електрика може надходити як до будинку або в загальну міську мережу, так і накопичуватися за допомогою спеціальних акумуляторів.

Основним складником сонячної батареї є кремнієвий мінерал, який наносять на спеціальне покриття, що разом зветься фотоелектричним перетворювачем.

Кремній є одним із найпоширеніших елементів на Землі, проте подібного роду конструкція коштує недешево. Цей елемент є напівпровідником.

Існують і інші напівпровідники, крім кремнію, які так само використовують у конструкціях сонячних батарей, але вони відносяться вже до рідкісноземельних елементів і коштують на порядок дорожче. Їх ККД становить до 40%.

Залежно від способу нанесення кремнію на поверхню батареї поділяють на великі групи. Вони відрізняються, в першу чергу, технологіями нанесення, а також якістю матеріалу, з якого вони виготовлені. Всі разом ці показники впливають на якість роботи батареї: коефіцієнт корисної дії «ККД», термін служби тощо. Нижче наведено характеристики трьох найпоширеніших груп сонячних батарей.

Тонкоплівкові або аморфні. Є найдешевшими, але в той же час і найнижчими. Їх виготовляють за принципом нанесення тонкої плівки кремнію на основну панель, яка згори покривається захисним шаром. Середній ККД для таких батарей близько 7-10%, що вважатимуться нормальним, враховуючи ціну. Покривши такими батареями значну площу, можна досягти бажаного ефекту. Крім цього, вони швидше зношуються, ніж решта саме через технології нанесення напівпровідника. Але, в таких моделях є свої плюси. Тонкоплівкові сонячні батареї здатні поглинати та переробляти сонячну енергію навіть при розсіяному світлі. Це означає, що навіть у похмуру погоду Ви зможете отримати небагато електрики. Мають коричневе або чорне забарвлення.

Полікристалічні. Їх отримують шляхом нагрівання розплаву кремнію, нанесення його на основну панель та повільного охолодження. Такі батареї прослужать Вам значно довше, їх ККД також у рази вищий за «17-20%», відповідно і вартість таких сонячних батарей буде вищою. Хоча, на відміну попереднього вигляду, цей малоефективний при розсіяному світлі. Мають синє неоднорідне забарвлення.

Монокристалічні. Є найдорожчими з усіх кремнієвих сонячних батарей. І це цілком виправдано як матеріалом, і технологією нанесення. Їх виробляють рахунок поділу мінералу кремнію на тонкі пластини, без переплавки і подрібнення. У самородному варіанті кристали кремнію не зустрічаються, його видобувають із кварцу чи піску.

Тому щоб отримати пластини кристала, спочатку потрібно пройти етап вирощування кристалів в лабораторних умовах. За рахунок цього ціна на монокристалічні батареї в рази зростає. ККД таких батарей один із найвищих і становить 20-25 відсотків. Мають яскраво-синє однорідне забарвлення.

Крім технологій створення та якість основного матеріалу, на продуктивність усієї конструкції впливає так само і способи розміщення батарей. Найбільш сприятливим для сонячних батарей є таке положення, коли кут падіння прямого сонячного проміння наближається до 90 градусів. Звичайно ж такого кута досягти непросто, особливо з огляду на те, що сонце змінює своє становище протягом дня. Зате можна підібрати таке положення і кут, при якому середній кут падіння сонячних променів за день буде максимальним.

Існують конструкції з автоматизованим «іноді потрібно втручання людини» або автоматичним «втручання людини не вимагає зовсім» керуванням, яке дозволяє змінювати положення батареї протягом дня та залежно від пори року. Але такі системи управління не кожному будуть по кишені. Зате в приватному будинку можна встановити батареї таким чином, щоб мати можливість переставляти їх або трохи змінювати кут нахилу вручну.

Це буде і не дорого, і зручно

Через співзвучність слів широко поширеною є думка, що сонячні батареї для приватного будинку використовуються тільки для опалення будинку. Це зовсім не так. Сонячні батареї лише допомагають переробляти сонячну енергію в електричну, яку потім можна використовувати для абсолютно будь-яких цілей: зарядки ноутбука, перегляду телевізора, для електроплити, мікрохвильової печі тощо. У тому числі, і для електричного опаленнявдома.

За всім цим слідує цілком логічне питання: а чи зможе сонячна батарея забезпечити всі потреби забезпечення житлового будинку? Відповідь – так, варто лише правильно розрахувати потрібну кількість електроенергії на місяць, після чого розрахувати потрібну кількість сонячних батарей.

Що стосується опалення, то у разі водяного опалення в середньому потрібно близько 200-300 Вт на годину. Для цього буде цілком достатньо двох сонячних батарей середньої працездатності.

Для підтримки працездатності цілодобово, іноді в комплект входять і акумулятори для накопичення енергії. Тому можете не хвилюватися, що вночі або в похмуру погоду Ви залишитеся без електрики. Мінус тільки в тому, що такі акумулятори не здатні накопичувати надто багато енергії, і їх потужності вистачить максимум на два-три дні за умови помірного використання. До того ж, час життя акумуляторів значно менший, ніж самої батареї, за рахунок чого в майбутньому Вам доведеться їх змінювати. Тому, ще одним способом позбутися зайвої енергії є скидання її в загальну міську мережу, за рахунок чого Ви отримуватимете додатковий дохід. Можна також оплачувати електроенергію цими грошима під час похмурих днів або вночі. У багатьох країнах уже давно практикують такі системи оплати, це називається «Зелений тариф». Ви або отримуватимете прибуток, або йтимете в нуль. За рахунок цього сонячні батареї швидко окупаються.

Сонячні батареї своїми руками – це процес досить умовний, оскільки своїми руками Ви зможете максимум спорудити каркас для їхнього утримування на даху. Фотоперетворювачі своїми руками не зробити, їх доведеться купувати вже готовими. Але, все ж таки самі по собі вони коштують набагато дешевше, ніж сонячна батарея повністю готова до використання. На цьому можна добре заощадити.

Розрахунок сонячних батарей для приватного будинку можна зробити досить легко. Кількість сонячних батарей для підтримки життєздатності житлового будинку можна здійснити із середньої електроенергії, що споживається за рік, а також виходячи з рівня сонячної інсоляції у Вашому регіоні. Інсоляція – це кількість сонячної радіації в кіловатах, яка потрапляє на 1 метр квадратної ділянки землі за одну годину. Цей показник безпосередньо залежить від географічної широти та пори року.

Для Росії, територіями з найвищим показником інсоляції є південна та південно-східна частини. Середні показники на сході, а низькі – на півночі та заході.

Якщо Ви плануєте енергозабезпечення на весь рік, і взимку і восени, то розраховувати кількість батарей слід статистики найнесприятливіших місяців як мінімум за останні 10 років. До несприятливих місяців належать ті, у яких кількість сонячних днів найменша або тоді, коли середній показник інсоляції найменший за весь рік.

За таких розрахунків, ви гарантовано забезпечуватимете себе 100% самостійно весь рік, але надлишок енергії буде величезним літні місяці. Якщо у Вашому місті немає «Зеленого тарифу», про який згадувалося раніше, то така кількість сонячних батарей буде не раціональною в плані ціни/отриманої енергії. До того ж, кількостей енергії, накопиченої в акумуляторі буде дешевше, ніж сам акумулятор, що теж не є добре. У такому разі, найбільш раціонально все ж таки час від часу використовуватиме міську електромережу.

Приклад розрахунку кількості сонячних батарей на основі середньої споживаної електроенергії за годину наведено нижче:

Припустимо, що потреба в електроенергії становить 20 кіловат на годину «це можна визначити експериментальним шляхом», а середній рівень інсоляції на місяць – 3 кіловати на годину. Потужність сонячних батарей – 0.3 кіловати на годину. Отже, вам знадобиться: 20/3/0.3 = 23 "округлюємо у велику сторону" штуки панелей.

Є багато способів зменшити споживання електроенергії при цьому, не відчути дискомфорту:

• вимикати електроприлади з розетки, коли ними ніхто не користується;
• вимикати світло, коду він не потрібен;
• замінити всі лампи розжарювання на енергозберігаючі;
• замінити усю стару техніку на нову;
• не використовувати зарядні пристрої, коли телефон/ноутбук заряджено на 100% тощо.

Як не дивно, але взимку коефіцієнт сонячної інсоляції всього в 1.5-2 рази менший, ніж улітку, з урахуванням того, що сонячний день. Проблема виникає при похмурій погоді протягом тижнів. У регіонах із подібним кліматом установка сонячних батарей протипоказана, навпаки вітряки можуть виявитися значно ефективнішими. Часто, тривала похмура погода буває і восени, через що продуктивність сонячних батарей може не лише знизитися, а й прирівнятися до нуля. Крім того, ефективність залежить і від кута, з яким розташовані сонячні панелі. Взимку максимально ефективний кут відрізняється від того, що є влітку, оскільки влітку сонце знаходиться вище. Тому, при встановленні сонячних панелей варто передбачити також і ручну зміну кута в залежності від пори року.

Максимальної ефективності взимку можна досягти рахунок розташування сонячної панелі субверитикально чи вертикально, з напрямом на південний схід.

Тепер, Вас має відвідати цілком логічне питання: скільки коштує сонячна батарея для приватного будинку. Одна полікристалічна панель коштує близько 70-80 доларів, а комплект «разом із системою для закріплення, контролером, перетворювачем та запобіжником» – близько 150-200 доларів. Сонячні батареї для приватного будинку можна купити в будь-якому інтернет-магазині, найкраще з доставкою додому.

Як уже говорилося вище, в основному, ефективність роботи сонячних батарей залежить від їхнього розташування. Якщо на батарею потрапляє навіть незначна тінь, ефективність всієї панелі знижується як мінімум вдвічі. Тому, в першу чергу, варто подбати про те, щоб вони були розташовані максимально далеко від дерев і сонячному світлу нічого не заважало. Крім дерев, тінь може падати від будівель чи інших споруд. Навіть маленький листочок, що впав з дерева, або зліт від пташиного посліду можуть створити перебої в роботі сонячних батарей.

Другою особливістю, яку слід звернути свою увагу є орієнтація. Якщо

Ваші панелі розташовані на землі, виставити потрібну орієнтацію вручну буде нескладно.

Але, через тіні, розташування землі застосовується рідко. З іншого боку, відкоригувати напрямок на батареях, які розташовані на дахах не так просто. Особливо якщо це дах у вигляді трикутника. Проте, намагайтеся, щоб напрям батарей у літню пору було обличчям на південь, а зимовий – на південний схід.

Ще однією особливістю, про яку згадувалося вище, є кут нахилу. Він дуже важливий, оскільки максимальної ефективності можна досягти лише за вугілля 90 градусів. Це практично неможливо, оскільки сонце змінює своє становище протягом дня. Тим не менш, можна відрегулювати кут так, щоб кут падіння сонячних променів був у середньому 70-80 градусів на день, але не нижче 50.

Опора для сонячних панелей на даху приватного будинку

Насамперед важливий матеріал. З якого зроблено дах і те, чи зможе він витримати навантаження. Це дуже важливий фактор, оскільки сонячні батареї важать чимало. Ви повинні зробити всі розрахунки, враховуючи так само й вага снігової шапки «мінімум 10 сантиметрів заввишки» взимку. Це потрібно для того, щоб кріплення було надійним і не підвело в невідповідний момент.

• Якщо ви придбали готовий комплект сонячних батарей, суворо дотримуйтесь інструкцій з встановлення.
• Сонячні панелі повинні розташовуватися на висоті 5-10 сантиметрів від поверхні даху, що забезпечує максимально комфортну роботу, захисту від перегріву та скупчення вологи, а також вентиляцію.
• Панель сонячної батареї має вигляд прямокутника і розрахована виключно на вертикальну або горизонтальну установку. Перш ніж встановити панель, уважно прочитайте паспорт і дотримуйтесь рекомендацій.
• Не можна свердлити до сонячних батарей додаткові дірки для кріплення, це призведе моментально до її несправності.

Найчастіше, в комплекті до сонячних батарей йде і система кріплення, але її можна спорудити і самостійно, за допомогою металевих перекладин та шурупів. Важливо лише.

Щоб матеріал для кріплення був міцним та надійним

Крім того, в комплекті з сонячними панелями йдуть обов'язково перетворювач, контролер, запобіжник і акумулятори. Сумарно виробляється потік електроенергії не повинен перевищувати максимально допустимих значень для контролера та перетворювача, оскільки це призведе до їх несправності.

З'єднання панелей відбувається за допомогою мідного провідника, який буде стійким до ультрафіолетового випромінювання з мінімальним перетином 4 міліметри. Провідники, які виходять із сонячних батарей мають роз'єм МС4, тому для з'єднання рекомендується використовувати конектори, а не скручувати. Плюс такого роз'єму полягає в тому, що він забезпечує максимальну герметичність. Для варіанта встановлення панелі на даху це важливо.

Послідовність з'єднання така:

• Акумулятори підключаються до контролера
• Сонячні батареї також підключаються до контролера
• З використанням запобіжника, до контролера підключаються користувачі 12В
• Споживачі 220В підключаються тільки до акумуляторів через інвертор, а також з використанням запобіжника.

Дотримуватись послідовності важливо, так як Ви гарантовано не зможете завдати шкоди техніці ще до початку її використання. Сонячні батареї, це не тільки вигідне рішення, а й екологічно чиста енергія майбутнього.

За останні 10 років, будинки із сонячними панелями на дахах пройшли шлях від цікавості до звичайного явища.
Ця технологія була доступна протягом десятиліть - космонавти використовують супутники на сонячних батареях з 1960 року, а ще в другу світову, пасивні сонячні системи опалення (які перетворюють сонячну енергію на тепло замість електрики) були використані в будинках США.

Щоправда впровадження активних сонячних систем як товар широкого вжитку виявилося проблемою. Активна сонячна енергія використовує панелі фотоелектричних елементів для перетворення сонячного світла на електрику, і це традиційно було дуже дорогою технологією.

Переваги житлових будинків на сонячній енергії є очевидними:

• енергія сонця є нескінченною (принаймні на найближчі 5 мільярдів років, плюс-мінус),
• забезпечує екологічно чисту енергію,
• без викидів парникових газів, і це може врятувати гроші людей на їхні електричні рахунки.

У цій статті ми розглянемо шість найважливіших питань, які потребують вирішення, коли ви думаєте про інвестування в встановлення сонячних панелей. Використання фотоелектричної енергії є дуже зеленим рішенням та потенційно корисним кроком, але це не зовсім так просто, як отримувати вашу енергію від звичайної електромережі.

Першим фактором є той, про який ви, можливо, і не думали:

1. Обслуговування

Сонячні батареї не мають частин, що рухаються. Вони є частиною повної стаціонарної системи. Тому, як тільки вони встановлені, є не так багато причин, що може піти не так. Практично єдине, що домогосподар має робити, це зберегти чисті панелі. Це важливе завдання, адже - надто багато снігу, пилу та пташиного посліду на панелях може зменшити кількість сонячного світла. Накопичення на екрані пилу може зменшити кількість електроенергії, виробленої системою на 7 відсотків.

Цей вид обслуговування не потрібно робити раз на тиждень, однак. Достатньо поливати панелі зі шланга від одного до чотирьох разів на рік. Для цього не потрібно підніматися на дах. Шланг із насадкою із землі працює відмінно. Якщо є будівництво у вашому регіоні, необхідно чистити панелі частіше, щоб уникнути додаткового накопичення пилу будівельного залишку.

Крім того, іноді перевіряйте, що всі частини знаходяться в робочому стані. Крім цього, треба замінювати батарейки, але це один раз на десятиліття.

2. Околиці

Це ще більша проблема, ніж деякі люди розуміють. Різні типи панелей різному реагують на тінь. У той час як полікристалічні панелі дозволяють значно скоротити вихід електроенергії, то будь-яка частина затінення монокристалічної панелі зупинить виробництво електроенергії повністю.



Таким чином, щоб побудувати на сонячних батареях, необхідно, переконатися, чи немає тіні на панель по площі даху під час сонячного годинника в день (як правило, з 10 ранку до 2 годин) і переважно протягом усього сонячного годинника. Чим більше годинника панелі піддаються повному сонячному світлу, тим ефективнішим буде виробництво електроенергії.

Досягнення найбільшої ефективності може означати обрізання або повне видалення дерев на ділянці. Якщо ваш будинок в оточенні висотних будівель, які блокують сонце з даху, це набагато більша проблема.

3. Інсоляція

Те, про що ми говоримо тут, називається інсоляція - міра того, скільки сонячної радіації впаде на землю в тій чи іншій області за певний період часу. Це зазвичай вимірюється в кВт/м.кв./дні, і вона покаже вам, скільки сонячного світла буде доступно для ваших сонячних батарей, щоб перетворитися на електрику. Чим вище значення інсоляції у вашому регіоні, тим більше електроенергії, кожна з ваших панелей зможе генерувати. Висока інсоляція означає, що ви можете отримати більше енергії з менших панелей. Низьке значення інсоляції означає, що ви могли б зрештою витрачати більше для досягнення тієї ж вихідної потужності.



Отже, ви маєте будувати свій будинок на сонячних батареях на південному заході, а не на північному заході?
Зовсім ні. Це просто означає, що вам, ймовірно, знадобиться більше панелей для досягнення тієї ж вихідної потужності.

4. Зона покриття

• інсоляція, які ми щойно обговорювали,
• скільки енергії вам потрібне.

Середній будинок використовує близько 900 кВт-год на місяць, або близько 30 кВт-год на день. Помножте це 0,25. Ми отримуємо 7,5, тому нам потрібно 7,5 кВт системи.

Типова сонячна панель виробляє до 120 Вт, або 0,12 кВт на день. Для забезпечення 7,5 кВт, вам потрібно близько 62 панелей. Одна панель може бути приблизно 142 на 64 сантиметри, так що 62-панелі займатиме приблизно 65 квадратних метрів.

Також слід врахувати інсоляцію і скільки годин пік сонячного світла ви отримуєте на день, а також внести корективи, якщо ви використовуєте акумуляторні батареї з панелями. Тому найкраще звернутися до профі.

5. Витрати

Сьогодні ціни значно впали. У більшості районів, сонячні батареї працюють близько $ 3-5 за ват. Ви платитимете ближче до $ 3, якщо ви встановите його самостійно, а ближче до $ 5, якщо у вас є професіонали, щоб це зробити. Для панелей 7,5-кВт або 7500 Вт, ви могли б заплатити від $ 22 500 до $ 37 500 доларів.

Якщо вам потрібно менше електроенергії, звичайно, число стає нижчим. Якщо ви тільки споживаєте 600 кВт-год на місяць, або 20кВт/день, ви могли б встановити систему потужністю до 5 кВт., яка коштуватиме ближче до $ 15 000.

Звичайно частково забезпечувати будинок сонячною енергією. Якщо ви хочете інвестувати в сонячні батареї $ 10 000, ви можете доповнити електроенергію з мережі з 1,5 кВт сонячною системою.

Тим не менш, десятки тисяч доларів за сонячні батареї все ще досить непомірні витрати - тим більше, що це може зайняти десятиліття, поки ці гроші відіб'ються назад.

Хоча на заході вже практикують оренду сонячних батарей. Там немає авансових платежів. Домовласники платять щомісячну орендну плату за використання панелей, а компанія з прокату володіє ними та підтримує їх.

6. Утилізація

Крім того: існує вторинний ринок фото- та вітроелектричних установок, на якому вже відпрацьоване обладнання може знаходити подальше застосування.
У країнах з перехідною економікою можна використовувати сонячні модулі, що вже були у використанні. Завдяки більш інтенсивному сонячному випромінюванню ці модулі можуть виробляти більше електроенергії.
Прикладом торгівлі може бути SecondSol – онлайн-майданчик, де проводиться купівля-продаж відпрацьованих модулів.

Якщо Ви хочете зберегти гроші на електроенергії або проживаєте на важкодоступній для розміщення лінії електропередачі території, ми пропонуємо доглянути та купити комплекти високоякісних сонячних батарей за доступною вартістю для будинку на сайті інтернет-магазину «Сонячні батареї» в Москві. Досвідчені та доброзичливі менеджери дадуть відповіді на всі питання. Ви приймете правильне рішення, точно знаючи, який вид потрібно (полікристалічний, тонкоплівковий або монокристалічний модуль). Привеземо товар без доплати, за короткий термін.

Наука розвивається, створюються дедалі більше дієві варіації цих систем, оптимізується вартість і підвищується здатність перетворювати світло. Якщо в минулому замовити їх мали можливість лише досить багаті люди чи великі корпорації, то зараз ціна для будинку комплекту сонячних батарей-електростанцій 5 кВт загальнодоступна.

Найбільш вигідна ця варіація для мешканців сільських приватних будинків. Не виникне жодних труднощів у тому випадку, якщо Ви вирішите посидіти за комп'ютером або подивитися телевізор після виснажливої ​​праці на садово-городній ділянці, потрібно тільки розмістити, замовивши у нас за приємною вартістю комплект сонячних батарей для дому або дачі.

До переваг таких комплексів-електростанцій відносять:

• Надійність та довговічність. При дбайливому використанні нормальний термін служби – до 30 від 25 років.
• Високоекономічність при застосуванні. Майже не потребують обслуговування. Чищення світлочутливих поверхонь організують лише один раз на рік.
• Нешкідливість для природи. Не застосовується рідке паливо.
• Тихо функціонує.
• Простота встановлення та транспортування. Кріпляться на даху з самого освітленого боку.

Люди шукають інші джерела електричної енергії та вдосконалюють методи, що дозволяють її з нових джерел витягувати. Купити сонячні батареї-електростанції 5 кВт для приватного будинку або дачі за популярною ціною – розумне та завбачливе рішення.

Апарати досить ефективно вирішують своє завдання - забезпечують власників безкоштовною електрикою. Один комплект може дати таку кількість електроенергії, що вона з лишком покриє усі базові потреби. Теплим літом можна обійтись без підключення до зовнішніх мереж. Вартість комплекту для дачі або приватного будинку сонячних батарей приємна і, якщо Ви нерідко користуєтеся електроприладами, швидко окупиться.

Одна з причин, чому потрібно співпрацювати саме з нами: наша ціна (вартість) комплекту сонячних батарей для приватного будинку – одна з найбільш економічних. Якщо Ви шукаєте нові можливості, дешевші та безпечніші джерела електроживлення для своєї побутової техніки, то ми рекомендуємо купити комплект батарей-електростанцій сонячних за економічною ціною для приватного будинку. Тепло, безпека, економія коштів – наш девіз: життя – безтурботніше, побут – комфортніше!