Установка и монтаж солнечных батарей: Установка солнечных батарей: все что нужно знать

Содержание

Установка солнечных батарей: все что нужно знать

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния. Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. 

Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%.

Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели. Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

Концентраторные солнечные модули. Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение.

схема монтажа и подключения панелей, как собрать китайских вариант своими руками

Альтернативные источники получения энергии в последние десятилетия становятся все более популярными, особенно распространены солнечные батареи. Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло.

Именно поэтому производители не смогли обойти такой уникальный природный дар и создали солнечные батареи, которые эффективно собирают и аккумулируют энергию нашего главного светила.

Особенности

В наши дни максимальное распространение имеют батареи на базе фотоэлектрических поликристаллов. Такие модели отличаются оптимальным сочетанием стоимости и объемом выделяемой энергии, они характеризуются насыщенно-синей окраской и кристаллической структурой основных элементов. Они очень просты в монтаже, ведь справиться с их установкой в своем частном доме и на дачном участке сможет даже мастер без большого опыта работы. Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности.

По своему КПД они эффективнее, чем поликристаллические модификации, однако, их стоимость гораздо выше, а монтаж значительно сложнее. Такие панели характеризуются многоугольной формой заполняющих элементов.

Солнечные батареи, которые изготовлены с использованием аморфного кремния, отличаются довольно низкой эффективностью. Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. На данный момент подобные изделия составляют 85% рынка. Они не могут похвастаться высокой мощностью и модификации из теллурида кадмия, в основе их производства лежит высокотехнологичная пленочная методика: несколько сотен микрометров вещества наносят тончайшим слоем на прочную поверхность.
Примечательно, что при очень низком уровне эффективности изделия его мощность довольно высокая.

Еще одним вариантом батарей, работающих от солнечной энергии, являются разновидности на базе полупроводника CIGS. Как и предыдущий вариант, они производятся по пленочной технологии, однако, показатель их эффективности гораздо выше. Отдельно стоит остановиться на механизме работы солнечных источников тепла и света. Главное – это четко осознавать, что общее количество вырабатываемой энергии никак не может находиться в зависимости от степени эффективности самого устройства, поскольку обычно все типы подобных устройств дают примерно идентичную мощность. Основная разница состоит лишь в том, что панели, которые имеют максимальную эффективность, требуют меньше места для своей установки.

К примеру, 8 квадратных метров монокристаллических изделий дают 1 кВт энергии, а вот для получения этого же количества тепла батареям из кремния потребуется уже 20 кв. м. Ну и, конечно же, интенсивность и время воздействия солнечного света оказывает большое значение на окончательную выработку тепла.

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • экологичность установки;
  • длительный срок использования, на протяжении которого эксплуатационные особенности панелей остаются неизменно высокими;
  • технологии довольно редко ломаются, поэтому не нуждаются в сервисном и техническом обслуживании, а также дорогостоящем ремонте;
  • использование батарей на основе энергии солнца позволяет сократить расходы на электричество и газ в доме;
  • солнечные батареи отличаются исключительной простотой в использовании.

Впрочем, без недостатков тоже не обошлось, среди наиболее существенных можно обозначить следующие:

  • высокая сцена панелей;
  • потребность в установке разнообразного дополнительного оборудования для эффективной синхронизации энергии, получаемой от батареи, и того что получается от традиционных источников;
  • панели не могут использоваться в контакте с такими приборами, которые требуют высоких мощностей.

Схема подключения

Энергия, которая вырабатывается солнечными батареями, не имеет технической возможности напрямую использоваться для работы каких-либо электрических приборов. Для выделения необходимого для работы напряжения используют своеобразные инверторы, расположенные между панелью и основной сетью потребления.

При этом нужно знать три основных типа подключения солнечных панелей.

  • Автономное подключение. Этот вариант чаще других применяется в тех территориальных зонах, где отсутствует какая-либо централизованная сеть электроснабжения. В этом случае конструкцию формируют аккумуляторные высокомощные батареи. Принцип их работы состоит в накапливании внутри себя энергии в светлое время. Когда наступает время недостаточного освещения, накопленные потоки и перенаправляются в сеть.
  • Резервное подключение. Этот способ оптимален в местах, где проведено централизованное электроснабжение через сеть переменного тока. Создание резервной системы получения энергии в данном случае используется как запасной вариант, потребность в котором может возникнуть в случае аварийных ситуаций. Перебои с электроснабжением – это далеко не редкость для дачи и в загородных хозяйствах и территориях, поэтому многие домовладельцы создают дополнительные возможности получения тепла и света.
  • Последовательное подключение к сети. Чтобы подключить систему к электросети, этот метод предполагает формирование избыточной солнечной энергии и ее дальнейшего поступления в сеть для окончательной продажи.

Монтаж

Солнечные панели крепятся на особую конструкцию, соединение с которой обуславливают способность фотоэлементов выдерживать любые неблагоприятные атмосферные воздействия, такие как сильный ветер, дождь или снег, а также способствует формированию корректного угла наклона.

Такая конструкция представлена в продаже в следующих вариантах:

  • наклонная – подобные системы оптимальны для монтажа на скатной кровле;
  • горизонтальная – эта конструкция крепится к плоским крышам;
  • свободностоящая – установить батареи подобного типа можно на крышах различного типа и размера.

Непосредственно процесс установки батарей проводится по следующей схеме:

  • для крепления каркаса панели необходимы угольники из металла размером 50х50 мм, а кроме того, потребуются угольники 25х25 мм, которые используют для распорных перекладин. Присутствие этих деталей позволяет добиться требуемой крепости и надежной устойчивости опорной конструкции, а также придает требуемую степень наклона;
  • нужно собрать каркас, для этого понадобятся болты размером 6 и 8 м;
  • конструкция крепится под покрытие кровли при помощи 12-миллиметровых шпилек;
  • в подготовленных угольниках формируются небольшие отверстия, в них закрепляются панели, а для более прочного сцепления следует применять шурупы;
  • во время монтажных работ следует особенное внимание уделить каркасу – в нем не должны возникать какие-либо перекосы. В противном случае может возникнуть перенапряжение системы, которое приведет к растрескиванию стекол.

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Единственным исключением является то, что каркас крепится на наклонной плоскости. Он монтируется между основной несущей стеной здания и торцом строения, обязательно на солнечной стороне. Самостоятельная сборка и установка солнечных батарей всех типов не требует опыта ведения строительных работ, однако, некоторые навыки монтажных работ все-таки потребуются. Если есть желание, то можно смело заняться установкой самостоятельно, однако, перед этим было бы неплохо почитать специальную литературу об особенностях установки палей и изучить мастер-классы, которые имеются в интернете, ну и, конечно же, запастись необходимыми инструментами.

Плюсы от работы своими руками очевидны – это экономия немалых денег на услугах специалистов, а также колоссальный опыт, который, возможно, понадобится в дальнейшем. В то же время если личных способностей окажется недостаточно, то можно не только потерять время, но и стать причиной поломки панелей либо их низкой эффективности.

Следует учитывать, что только специалисты могут оказать по-настоящему квалифицированную помощь по монтажу модулей конструкции. В случае поломок они будут нести ответственность за ремонт и замену вышедшего из строя оборудования.

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

  • Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры. В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
  • Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.
  • Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей. Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения. К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
  • Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.
  • Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
  • На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор.

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Услуги по монтажу и установке солнечных батарей от компании GWS-Energy

Солнечная батарея это устройство, преобразующее солнечную энергию в электрическую. Основные элементы —  фотоэлектрические детали, которые при правильном подключении дают необходимую мощность. Наибольшим спросом пользуются модули с поликристаллическими фотоэлектрическими элементами. Есть также панели, изготовленные из аморфного кремния, из монокристаллических  элементов, на основе пленочной технологии и на основе полупроводника CIGS. Выделим преимущества:

  • они имеют долгий срок службы;
  • практически не требуют ремонта и сервисного обслуживания;
  • панели просты в эксплуатации;
  • способствуют поддержанию экологически чистых технологий, что приносит значительную пользу планете и экономит традиционные ресурсы.

Самое главное – это правильный монтаж, который может выполнить только специалист. Панель монтируется на поверхность, с помощью которой система фотоэлементов будет выдерживать атмосферные явления. Для добросовестной работы нужен правильный угол наклона. Её можно устанавливать на горизонтальную крышу дома, на любой скат крыши дома и на отдельно стоящее здание, например гараж или баню на вашем садовом участке. Располагать батареи надо на максимально освещённой поверхности, если нет ориентировки на юг, выбирайте юго-западные и юго-восточные направления. Вообще солнечные батареи устанавливают с углом наклона от 15 до 90 градусов в зависимости от ориентации модуля. В России при ориентировании на юг оптимальный угол наклона — 30-60 градусов. Важный фактор — затененность близлежащей территории. Специалисты учитывают ландшафт, есть ли в округе деревья, высокие здания, линии электропередач, который будут создавать тень и снижать эффективность. Панели устанавливают рядами, поэтому верхние ряды не могут затемнять нижние. Солнечные панели не требуют ухода, но время от времени её поверхность необходимо очищать от грязи, пыли, опавших листьев, снега.

При монтаже панелей на крышу, стоит учесть, способна ли она выдержать всю конструкцию. Монтаж производится крепежами на расстоянии 5-15 см над поверхностью крыши. Эти крепежи из оцинкованного железа, алюминия или высококачественной стали. Монтажные рейки фиксируют на стропилах. Такие конструкции обеспечивают определённый угол наклона и создают необходимую жёсткость конструкции.

Энергия, которая вырабатывается, не поступает в приборы, расположенные в доме — нужно установить инвертор между панелью и сетью. Есть три варианта получения:

  1. Автономное подключение нужно там, где нет централизованного электроснабжения. Станция способна накапливать в избытке днём за счёт мощных аккумуляторов и обеспечивать непрерывную работу ночью.
  2. Резервное подключение. В состав входят: фотоэлектрические элементы, контроллер заряда, инвертор, аккумуляторные батареи. Такое подключение используется там, где есть централизованное электроснабжение в качестве источника. Солнечные батареи используются в качестве резервного источника питания таких систем, как освещение, связь, в редких случаях могут поддерживать работу холодильников либо компьютерных систем до возобновления работы основной системы.
  3. Подключение к сети. В состав входят: фотоэлементы, инвертор для осуществления подключения к сети, система взаимодействия с электрической сетью, двунаправленный электросчетчик (контролирует потребляемую электрическую энергию в двух направлениях – к абоненту и от абонента).

В данной системе электроэнергия вырабатывается в избытке и перепродаётся в электрические сети. Очень распространена в некоторых странах Европы, которые приняли закон EEG, например в Германии.

Установка ветрогенераторов

Принцип действия ветрогенераторов прост, с его помощью энергия ветра преобразуется в электроэнергию. Существуют горизонтальные и вертикальные ветряки. Для установки дома, на даче либо на предприятиях наиболее удобны вертикальные ветрогенераторы. Они работают при любом направлении и при слабом ветре. Чем выше расстояние от земли, тем больше скорость ветра, поэтому они способны вырабатывать больше. Работают они бесшумно, не создавая вибрации, абсолютно безопасны в быту для людей и животных. Вертикальные ветрогенераторы легко устанавливать на крыше. Причём она может быть как плоской, так и двускатной. Всё оборудование ветряка в свободном доступе и позволяет легко исправить неполадки. Важно правильно распределить вес на крыше, чтобы она не утратила своей прочности.

Вертикальный ветрогенератор можно установить отдельно, в непосредственной близости от дома. Главную роль играет правильная установка мачты генератора. Она должна быть прочной, ведь она не только удерживает вес самого оборудования (генератора и лопастей), но и существенную нагрузку ветра. Поэтому конструкция должна быть надёжной и аэродинамичной. Они имеют составную конструкцию, её детали надёжно скреплены сваркой, либо болтами. Изготовлена она из прочного металла, преимущественно стали. Диаметр труб должен быть не менее 12 сантиметров, иначе мачта будет сильно раскачиваться, даже при слабом ветре. Установить мачту можно на бетонный фундамент. Чем выше мачта, тем большая площадь его основания должна быть.

Выделим основные моменты при монтаже и эксплуатации мачт:

  • высота должна быть оптимальной, чтобы ветряной генератор был выше окружающих его строений, объектов хотя бы на метр;
  • для надёжной работы ветрогенератора необходим прочный фундамент;
  • если высота больше 4 м, желательно установить дополнительные растяжки, например оцинкованные тросы и прикрепить их к фундаменту.
  • время от времени необходимо проверять места соединения мачты и следить за разбалансировкой ветрогенератора.

Основные компоненты ветрогенератора:

  • генератор. Он необходим для заряда АКБ, с его помощью вырабатывается переменный ток. Сила тока и напряжение напрямую зависят от скорости и постоянности ветра.
  • лопасти. Благодаря кинетической энергии ветра они приводят в движение вал генератора.
  • мачта. Чем она выше, тем более эффективно будет работать ветрогенератор.
  • контроллер. Он управляет большинством функций ветряного генератора (поворотом лопастей, следит за зарядом аккумуляторов и мн. др.). Контроллер преобразует переменный ток в постоянный для заряда аккумулятора.
  • инвертор. Он преобразует постоянный ток, накопленный в аккумуляторных батареях, в переменный.

Установка солнечных батарей (панелей) в Ставрополе

Солнечные батареи – это современный и самый экологичный источник энергии. Технологический прогресс позволил создавать солнечные панели, которые отличаются отличительно невысокой ценой, максимальной эффективностью и длительным сроком службы.

На сегодняшний день солнечные установки — это доступный и весьма экономичный способ получения электроэнергии. Но для оптимального сбора и аккумулирования энергии Солнца важно правильно выполнить установку модулей. Ведь от того, как будет выполнен монтаж, зависит эффективность функционирования солнечных панелей.

Основные принципы установки солнечных панелей

1. Установка солнечных батарей должна производиться с наиболее хорошо освещенной стороны. Важно, чтобы никакие объекты, находящиеся вблизи, не создавали тень. Оптимальными зонами для монтажа являются крыши и фасады зданий. Также можно устанавливать модули на специальные опорные конструкции, которые размещаются на поверхности участка.

2. В целях обеспечения максимального КПД, необходимо устанавливать панели под определенным углом наклона и азимутом. Для максимальной энергопроизводительности модули необходимо монтировать так, чтобы солнечные лучи попадали на рабочую поверхность под углом 90°. Безусловно, выдержать такое можно только при условии использования особых поворотных конструкций с возможностью слежения за солнцем, которые именуются трекерными системами. Основное правило размещения стационарных конструкций – это ориентация поверхности на юг, с незначительными отклонениями по азимуту. Например, для северной стороны оптимальным считается азимут, составляющий 180° в направлении на юг. Если установка солнечных панелей выполняется с возможностью регулировки угла наклона, то летом его необходимо увеличивать, а зимой — уменьшать на 12°.

3. Размещать панели следует так, чтобы сохранять возможность доступа к модулям для очистки их поверхности. Со временем на их плоскостях может накопливаться слой пыли и грязи, а в зимнее время – осадки, что приводит к снижению эффективности выработки электроэнергии. Если сложно обеспечить доступ для очистки, тогда, как вариант рассматривают возможность вертикальной установки панелей на стенах здания.

4. При установке большого количества панелей важно соблюдать минимальное расстояние между отдельными рядами, чтобы избежать затенения друг другом. Дистанция между отдельными рядами должна составлять не меньше 1.7 от высоты ряда. Также важно обеспечить между панелями минимальный зазор, необходимый для вентиляции.

5. Солнечные энергетические установки обычно имеют конструкцию, удобную для крепежа на любых типах поверхности. Для монтажа нет необходимости в покупке специализированных и дорогостоящих крепежных элементов. Рама модулей выполнена из алюминиевого профиля и оснащена универсальными отверстиями для фиксации.

Все солнечные модули продаются с детальными схемами подключения и инструкциями от производителя, поэтому их установку можно производить собственными усилиями. В том случае, если речь идет об крупных солнечных электростанциях, то лучше доверить их монтаж профессионалам, которые смогут качественно и быстро выполнить все электромонтажные работы.

Выбирайте для установки надежные солнечные модули от компании Ауринко:

Как устанавливать и монтировать солнечные батареи

Монтажные системы для солнечных батарей

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 17 декабря, 2019

Опубликовано