Монтаж солнечной электростанции своими руками пошаговая инструкция

Научно-технический прогресс не стоит на месте. Люди научились пользоваться силой природы и ее ресурсами, которые полностью бесплатные и не обедняют природу. Использование энергии ветра, воды и солнца – абсолютно безвредно для природы, что делает этот факт особенно ценным. Солнечные батареи – отличный вариант экономии на оплате за коммунальные услуги. Солнечные батареи работают за счет энергии солнца, поглощая солнечный свет, они вырабатывают энергию.

Оглавление:

1. Сборка солнечной электростанции своими руками
2. Электростанция на солнечных батареях своими руками
3. Схема сборки солнечной электростанции
4. Собрать солнечную электростанцию руками
5. Домашняя солнечная электростанция руками, особенность установки на крыше
6. Самодельная электростанция на солнечных батареях
7. Как собрать солнечную электростанцию для дома

Сборка солнечной электростанции своими руками

Купить гелиоустановку для выработки электричества для дома не составляет никакого труда, на рынке можно найти много различных предложений, но стоимость такого оборудования достаточно высокое. Купить систему доступно далеко не каждому. Есть альтернатива – изготовление гелиоустановки собственноручно.

Сила тока, которую сможет создавать фотоэлемент, будет зависеть от количества попавших на поверхность солнечных элементов. Количество этих элементов напрямую зависит от ряда факторов:

• размера аккумуляторов;
• силы и интенсивности солнечного света;
• длительности использования;
• КПД сооружения;
• температурных показателей.

От размера батареи зависит количество вырабатываемой энергией. Чем больше площадь конструкции, тем больше энергии вырабатывается и тем выше стоимость оборудования.

В зависимости от стоимости и мощности оборудования, солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электричество, разделяются на:

• Конструкции с малой мощностью – мощность данного оборудования сможет обеспечить зарядку планшета и других электронных приборов. Но при высокой стоимости и столь малой мощности, данное оборудование не пользуется высокой популярностью
• Универсальные конструкции – чаще всего приобретаются для использования в походах и кемпингах. Это более мощная конструкция, способная питать несколько электроприборов одновременно.
• Солнечные батареи – плоские фотопластины, крепящиеся на специальной основе. Устанавливаются на крышах домов и благодаря сложному устройству, позволяют полностью покрывать все потребности в электрической энергии.

Электростанция на солнечных батареях своими руками

Уже перестают быть редкостью и диковинкой солнечные электростанции в быту. Данная конструкция повышает комфортность проживания, обеспечивает независимость от работы коммунальных служб. При запасе базовых знаний в электротехнике, можно сделать солнечную электростанцию собственноручно и при этом сэкономить ощутимые деньги. Различают три вида солнечных электростанций:

• автономные;
• сетевые;
• комбинированные.

Для обеспечения дома электроэнергией автономная солнечная электростанция считается наиболее оптимальным вариантом.

Любая солнечная электростанция, продуцирующая переменный ток, состоит из четырех основных компонентов:

• Фотомодули – количество и площадь фотоэлементов определяется в зависимости от потребностей дома и солнечной активности в конкретной географической местности. Смонтировать модули можно собственными силами, купить придется только кремниевые фотоячейки или купить гелиоблоки, при условии, что размеры блоков совпадают со всеми требованиями.
• Аккумуляторные батареи – нужны для предотвращения перебоев с подачей электроэнергии. В непогоду и пасмурные дни аккумуляторы смогут поддержать подачу электричества в дни без солнца.
• Контроллеры – своего рода «часовые», контролирующие аккумуляторы от чрезмерной зарядки. Когда батарея будет полностью заряжена, они понизят ток, вырабатываемый солнечной батареей до той величины, которая необходима для поддержания саморазряда. В самодельной установке данное оборудование необходимо для продления срока эксплуатации.
• Инверторы – специальные приборы, преобразующие постоянный ток в переменный, который питает всю технику в доме. В частной солнечной электростанции речь идет о синусоидальных батареях. Данный вариант дешевле и подходит для домашнего использования. При переизбытке электроэнергии инверторы выступают связующим звеном между домашней и коммунальной энергетической системой. Они перенаправляют избыток электричества в общую сеть.
• Кабели – им отводится важная роль. Все уличные кабеля должны быть высокого качества и устойчивости к непогоде и перепадам температур. Для уменьшения энергетических потерь рекомендуется короткий путь и специальное сечение, не меньше четырех миллиметров.

Схема сборки солнечной электростанции

Солнечные модули следует установить на крыше дома. Располагается конструкция в соответствии с инструкцией: расположение под прямым углом к падающему свету, угол отклонения не должен быть больше, чем пятнадцать градусов. При условии, что планируется круглогодичное использование гелиоустановки, батареи располагаются под углом +15 градусов к географической широте. Если используется батарея только в летний период – требуется придерживаться угла наклона – минус пятнадцать градусов к широте. Попросить помочь расположить солнечные батареи правильно, можно человека, который компетентен в данном вопросе. Устанавливаются батареи друг над другом с учетом того, как будет ложится тень, чтобы не перекрывать доступ солнца.

Остальные составляющие конструкции рекомендуется устанавливать отдельно, в специально отведенного для этого помещении. Это поможет избежать энергопотери, да и вся система станет работать намного эффективнее.

При расположении панелей в несколько рядов, между приборами следует придерживаться определенного расстояния. В таком случае не будет затенения. Закрепляют панели в четырех, а лучше в шести местах. Закрепляются батареи только «родными» фиксаторами, в противном случае не будет никакой гарантии надежного крепления.

Собрать солнечную электростанцию руками

Чтобы сэкономить на установке оборудования, которое бригада специалистов произведет за определенную стоимость, необходимо соблюсти правила и прислушаться к рекомендациям опытных людей. Иначе фотопанели не смогут работать с максимально возможной мощностью и материальные затраты на изготовление или приобретение будут напрасными.

Собственноручно изготовленная электростанция солнечной энергии собирается с учетом таких правил:

• Освещенность – панели обязательно должны быть установлены на самом освещенном месте без малейшего затенения. Как правило, это крыша помещения или фасад.
• Направление – установка фотобатарей осуществляется с южной стороны крыши, с учетом корректного угла наклона. Южная сторона максимально получают энергию солнца.
• Угол наклона – для результативности и максимальной эффективности работы панелей, необходимо брать во внимание правильный угол наклона по отношению к горизонту. Выше было описано правило выбора угла, но, если такой вариант недоступен к применению, выбирается постоянный угол, равный географической широте.
• Обслуживание – если допускать загрязнение поверхностей солнечных батарей, происходит заметная потеря производительности поверхности панели. Необходимо регулярно очищать поверхность: летом от пыли и листьев, зимой от снега и загрязнений.
• Если батареи устанавливаются на поверхности грунта, то необходимо приподнять конструкцию над землей примерно на полметра.

Но помимо этих нюансов, большую роль во время установки батареи играет тип кровли.

Домашняя солнечная электростанция руками, особенность установки на крыше

От варианта крыши зависит способ расположения батареи. Даже расцветка кровли играет значительную роль. Например, темная крыша сильнее прогревается на солнце и становится причиной перегрева солнечной панели. Если покрытие кровли имеет темную расцветку, в месте расположения батареи необходимо предусмотреть светлую вставку. Если фотопанель устанавливается на плоскую кровлю собственными силами, этот процесс не должен вызвать затруднений. Плоская крыша считается самым лучшим вариантом для расположения солнечной батареи. Для установки приобретают опорные рамы для удобного расположения панели под правильным углом. Ухаживать за панелями и чистить их поверхность на плоских крышах намного удобнее.

Скатные крыши требуют немного другого варианта монтажа. На специальных креплениях устанавливаются батареи с учетом материала, из которого изготовлена кровля. К каждому варианту используется свой крепежный материал. Также монтажные технологии отличаются в каждом конкретном случае. Для естественного охлаждения солнечной батареи рекомендуется делать зазор между крышей и оборудованием, это обеспечивает циркуляцию воздушных масс.

Самодельная электростанция на солнечных батареях

Перед началом самостоятельного изготовления солнечной электростанции, необходимо определиться с материалом. Чаще всего в основу фотопанели идет поликристаллический кремний или монокристаллический материал. Поликристаллический материал имеет невысокий коэффициент полезного действия, но панель из такого материала эффективна при любой силе солнца. Что касается монокристаллических веществ, они имеют более высокую производительность, но заметно снижают эффективность при отсутствии солнца в пасмурную погоду. Из-за этого домашние умельцы отдают предпочтение поликристаллам.

Следует учесть такой факт: все фотоячейки покупаются у одного производителя, чтобы исключить ситуации, когда возникают сложности с определением общей мощности или элементы будут иметь различный срок годности. Некоторые предприимчивые мастера покупают наборы на онлайн-аукционах, что означает выгодное приобретение. Помимо перечисленного, необходимо купить проводники, служащие соединительными элементами для гелиоячеек, приспособления для пайки.

Для корпуса панели применяются легкие материалы, наподобие алюминиевых уголков. Дерево также может служить основой для батарей, но учитывая тот факт, что оно будет подвергаться бесконечному отрицательному воздействию, не рекомендуется использовать этот материал. Следует помнить, что на аукционах продаются многие элементы установки, в том числе и готовый корпус. Для внешнего прозрачного покрытия применяют поликарбонат или оргстекло. В идеале, подойдет любой прозрачный материал, не пропускающий инфракрасные лучи, которые ухудшают качество работы системы.

Как собрать солнечную электростанцию для дома

После подготовки всех материалов, можно заняться непосредственно сборкой солнечной электростанции. Сначала спаивают проводники с гелиоячейками. Так как эта процедура довольно трудоемка и сопровождается порчей элементов из-за их хрупкости, рекомендуется приобретение ячеек с припаянными проводниками. Но если товар приобретен отдельно и нуждается в соединении, существует такой алгоритм действия:

• подготовить проводники требуемой длины;
• крайне осторожно переместить проводники в ячейку;
• на место соединения нанести специальное средство – паяльную кислоту и припой;
• не оказывая давления на кристалл, следует припаять проводник.

Процесс пайки – кропотливый и затратный по времени.

Соединять элементы можно по разным схемам: последовательно, параллельно, последовательно, со средней точкой. Это не принципиально, главное, чтобы были шунтирующие диоды, благодаря которым не произойдет разрядка в ночное время. Перед установкой проводятся испытания на ток, напряжение, фиксацию элементов и герметизацию. Можно загерметизировать каждую ячейку специальным средством и запечатать пластиком.

Справиться с такой задачей, как монтаж солнечной электростанции своими руками поможет пошаговая инструкция в видео. Гелиобатареи – это выгодно, доступно и недорого. В результате установки инновационной системы, можно не зависеть от погодных условий, когда пропадает электричество из-за сильного ветра или дождя в результате замыкания или выхода из строя оборудования. Солнечные электростанции – это удобно.

Виды и типы: схемы солнечных электростанций. Подробно.

Категория: Поддержка по альтернативной энергии

Опубликовано 26.05.2016 00:53

Автор: Abramova Olesya

ТИПЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ:

• Автономная электростанция (постоянный ток)

• Автономная электростанция (220/380В)

• Сетевая электростанция (220/380В)

• Гибридная электростанция (220/380В)

 

---

 

Солнечная электростанция – специальная инженерная конструкция, которая служит для преобразовании солнечной радиации в электрическую энергию (постоянный или переменный ток). Самый распространенный тип солнечных электростанций основан на плоских фотоэлектрических модулях монокристаллического или поликристаллического вида, которые обеспечивают преобразование солнечной радиации в постоянный ток (DC). В зависимости от применяемой схемы, постоянный ток может инвертироваться в переменный (AC) или стабилизироваться для заряда аккумуляторных батарей.

Ниже подробно описаны принципы работы и схемы солнечных электростанций, которые на сегодняшний день успешно применяются и обеспечивают наибольшую эффективность работы.

---

 

Автономная солнечная электростанция
(постоянный ток, DC)

Принцип действия: солнечная радиация преобразуется в постоянный электрический ток при помощи солнечных панелей, которые подключаются к контроллерам заряда аккумуляторов. Электрическая энергия накапливается в аккумуляторах в дневное время суток, когда Солнце активно, после чего может использоваться в любое время для питания потребителей постоянного тока.

Схема электростанции автономного типа постоянного тока

Контроллер заряда на базе ШИМ-контроллера (PWM-тип) обеспечивает заряд аккумуляторов свинцово-кислотного типа AGM VRLA, GEL VRLA или FLA типов.

В случае применения продвинутых солнечных контроллеров заряда, таких как BlueSolar MPPT, возможен заряд аккумуляторов более высокого класса: OPzV (свинцово-кислотные необслуживаемые элементы), OPzS (свинцово-сурьмянистые малообслуживаемые), NiCd (никель-кадмиевые необслуживаемые или малообслуживание) или LiFePO4 (литий-железо-фосфатные аккумуляторы).

Назначение: данный вид солнечной электростанции устанавливают в тех случаях, когда требуется организовать автономное уличное освещение или обеспечить электропитанием любые другие потребители постоянного тока: охранные системы, оперативные цепи постоянного тока, телекоммуникационные установки (радиосвязь, спутниковая связь, интернет и т. д.).

Эффективность работы: очень высокая, 97-98%

Составляющие: Солнечные панели, контроллер заряда, аккумулятор.

Работа в условиях «зелёного» тарифа: невозможна.

---

 

Автономная солнечная электростанция
(переменный ток, AC)

Принцип действия: Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток в периоды солнечной активности, который поступает к контроллеру MPPT. Контроллер заряда аккумуляторов производит коррекцию (стабилизацию) постоянного тока для заряда аккумуляторов и производит качественный многостадийный заряда батарей различных типов: AGM, GEL, OpzS, OpzV, NiCd или высокотехнологичных литиевых аккумуляторов (Li-ion). Когда аккумуляторный банк полностью заряжен, излишек электрической энергии поступает на вход инвертора напряжения DC/AC, к выходу которого подключаются потребители переменного тока (AC).

В периоды отсутствия солнечной активности (вечер, ночь и раннее утро), электроэнергия для потребителей переменного тока черпается из аккумуляторных батарей (DC) и преобразовывается в переменную (AC) при помощи инвертора напряжения.

Современные функции инверторов позволяют очень гибко настраивать схему работы солнечной электростанции, особенно это востребовано для частных домов и коттеджей.

Схема электростанции автономного типа переменного тока

Схема сетевой электростанции автономного типа переменного тока

Режим I. Автономное электроснабжение. Данная схема может применяться, когда нет сети переменного тока. Вся накопленная за световой день электроэнергия в аккумуляторах используется в вечернее и ночное время для питания потребителей переменного тока. Правильный расчет мощности солнечных панелей (PV-массива) и достаточная энергоемкость аккумуляторов позволяют обеспечить полную автономность объекта.

Режим II. Смешанное электроснабжение. Этот вид электростанций требует наличия сети переменного тока, которая используется при разряде аккумуляторов, чтобы не происходило прекращения подачи электроснабжения дома. Достоинство данного типа в том, что нет необходимости устанавливать больше массивы солнечный батарей и блоки аккумуляторов, т. к. всегда есть возможность получить недостаток электроэнергии от сети.

Режим III. Резервное электроснабжение. В данном случае схема солнечной электростанции предполагает настройку инвертора таким образом, что аккумуляторный банк остается всегда заряженным на 100%. Лишь небольшое количество произведенной солнечной электроэнергии тратится на поддержание полного заряда аккумуляторов, остальной объем преобразуется в переменный ток и используется для питания активных потребителей, излишек отдается в сеть согласно условиям «зелёного» тарифа.

Назначение: описанные выше типы солнечных электростанций востребованы для частных домов и коттеджей, где полностью отсутствует сеть или когда сеть отличается низким качеством. Также данные схемы нередко применимы для коммерческого применения: небольшие производственные участки, системы телекоммуникаций и любые другие области, где требуется создать надежную систему резервного питания с возможностью существенной экономии потрбленной электроэнергии. Стоит отметить, что некоторые режимы работы возможны только в инверторами MultiPlus, Quattro и Symo Hybrid, которые поддерживают тонкую настройку и передачу избытка электроэнергии по «зелёному» тарифу.

Эффективность работы: высокая, до 90-93% при прямом и инвертируемом режимах.

Составляющие: солнечные панели, MPPT-контроллер, аккумуляторный банк, гибридный инвертор, реже – дизельный генератор.

Работа в условиях «зелёного» тарифа: поддерживается.

---

 

Сетевая солнечная электростанция
(переменный ток, AC)

Принцип действия: вырабатываемый постоянный ток (DC) солнечными батареями поступает на вход солнечного инвертора, который производит преобразование постоянного в переменный ток (DC/AC). Выход от солнечного инвертора подключен к сети переменного тока и потребителям электроэнергии.

Данная схема отличается своей простотой, однако конструкция имеет несколько особенностей. Так, электростанция работает только когда доступна электрическая сеть переменного тока, а также напряжение в сети должно находиться в рабочем диапазоне инвертора.

Схема сетевой солнечной электростанции переменного тока

Назначение: данный вид очень востребован для домов, дач, коттеджей, где предлагаются выгодные условия «зелёного» тарифа. В дневное время, когда потребление электроэнергии, как правило, на минимальном уровне, произведенная энергия передаётся в сеть по уловиям «зелёного» тарифа. В вечернее и ночное время, когда в доме работает основная часть потребителей, энергия поступает из сети. Таким образом, данный вид солнечной электростанции позволяет существенно экономить на расходах за оплату электроэнергии, а если установлен достаточный массив солнечных батарей, домохозяйство будет получать прибыль за положительную разницу произведенной и затраченной электроэнергии по итогам месяца.

Эффективность работы: очень высокая, до 97%.

Составляющие: солнечные панели, солнечный PV-инвертор.

Работа в условиях «зелёного» тарифа:

поддерживается.

---

 

Гибридная солнечная электростанция
(переменный ток, AC)

Принцип действия: солнечными батареи (DC) подключены к сетевому солнечного инвертору (DC/AC). Сеть переменного тока подключается на вход гибридного инвертора (DC/AC), также к гибридному инвертору подключены аккумуляторные батареи. Выход сетевого солнечного инвертора и гибридного инвертора объединены через распределительный щит и обеспечивают электропитанием потребителей переменного тока.

Применение гибридного инвертора с зарядным устройством в данном типе солнечной электростанции обеспечивает ряд неоспоримых преимуществ: электростанция работает даже при отсутствии напряжения в сети переменного тока, а также в условиях нестабильной сети. Пользователю доступно несколько режимов работы, которые могут гибко настраиваться по желанию и в соответствии с временем года.

Схема гибридной сетевой электростанции переменного тока

Режим I. Автономная электростанция. Сгенерированная электроэнергия накапливается в аккумуляторах: сетевой инвертор подает переменное напряжение на выход гибридного инвертора, который производит заряд аккумуляторов. Избыток используется потребителями или отдается в сеть переменного тока по условиям «зелёного» тарифа. В вечернее и ночное время электропитание обеспечивается гибридным инвертором от аккумуляторов.

Для автономного электроснабжения требуется устанавливать достаточную мощность солнечных батарей, чтобы сгенерированной электроэнергии хватало на достаточной заряд аккумуляторов, а их емкости было достаточно, чтобы покрыть потребности потребителей.

В случае применения гибридного инвертора Quattro с двумя входами, ко второму подключается дизельгенератор, которым система управляет автоматически в соответствии с заданными настройками. Например, при достижении установленного порогового значения разряда аккумуляторов, дизельгенератор будет заведен автоматически.

Режим II. Смешанное электроснабжение. В данном случае допускается незначительный разряд аккумуляторов или полный, после чего электропитание будет переключено на сеть переменного тока. Солнечный инвертор продолжает работу в любых случаях и дополняет мощность системы, а также продолжает заряжать аккумуляторы. Избыток передается в сеть по условиям «зелёного» тарифа.

Режим III. Резервное электроснабжение. В этом случае схема настроена таким образом, что аккумуляторы задействованы только при отсутствии электрической сети (авария, плановое отключение, веерные отключения и т. д.). Солнечный инвертор генерирует электроэнергию и обеспечивает потребителей, избыток передается в сеть по условиям «зелёного» тарифа.

Назначение: подобные электростанции востребованы для домов, коттеджей, офисов, отелей, гостиниц, баз отдыха и т. д., где требуется создать систему гарантированного электропитания, а также снизить зависимость или полностью отказаться от общей сети электроснабжения.

Эффективность работы: очень высокая, до 97%.

Составляющие: Солнечные панели, солнечный PV-инвертор, гибридный инвертор, аккумуляторный банк, реже – дизельный генератор.

Работа в условиях «зелёного» тарифа: поддерживается.

Схемы с выделенными группами потребителей

Проектирование солнечной электростанции на этапе строительства — правильный шаг, который позволяет создать удобную схему распределения электроэнергии. Очень важно предусмотреть группы потребителей с разным приоритетом, данная опция позволяет сбалансировать систему резервного питания. Например, первая группа – охватывает электрические приборы с максимальным приоритетом, которые должны работать даже при пропадании напряжения в сети: освещение, системы охраны, отопления, связи и т. д. Вторая группа – приборы второстепенной важности, которые требуют корректного завершения работы, при пропадании напряжения в сети их можно отключить вручную или при помощи дистанционного управления. А третья группа – потребители с низким приоритетом, без которых можно обойтись во время отключения электроэнергии.

Таким образом, вне зависимости от типа солнечной электростанции, правильная схема обеспечивает существенное повышение комфорта в условиях аварийного отключения сети.

Дизельный генератор в схеме солнечной электростанции

Дизельный генератор – важный элемент резервного или автономного электроснабжения. Во-первых, дизельгенератор обеспечивает очень длительное резервное питание при наличии дополнительного бака с топливом. Во-вторых, генератор может покрывать большие потребности в электрической мощности. В-третьих, современные системы обеспечивают интеллектуальное управление генератором. Такие инверторы как Quattro, поддерживают два входа переменного тока и могут самостоятельно запускать генератор, когда аккумуляторы разряжаются до определенного пользователем уровня. Данная возможность позволяет избежать глубокого разряда аккумуляторов, а также исключить вероятность полного отключения электроснабжения.

как выбрать и как сделать своими руками

Солнечные электростанции для дома: как выбрать и как сделать своими руками

Если еще лет десять-пятнадцать назад солнечные электростанции для дома были в диковинку, то сегодня они уже считаются обычным делом. Мало того, пусть по высокой цене, но они уже появились в продаже. Как говорится, дело сдвинулось с мертвой точки, и энергонезависимость каждого дома – это уже только вопрос времени – какие бы преграды ни возводили энергетические компании, как бы они ни мешали развитию этой отрасли, все равно придет тот день, когда собственная электростанция станет нормальным повседневным явлением в нашей жизни. Тем более начало всему этому уже положено. В этой статье мы поговорим про солнечные электростанции для дома – мы разберемся с вопросом, как выбрать готовую систему и как ее можно изготовить своими руками?

Солнечная электростанция для дома своими руками фото

Солнечные электростанции для дома: как выбрать

Чем хороши готовые солнечные электростанции, так это тем, что приобретая их, не приходится ломать голову над расчетом компонентов – это готовое решение с определенной выходной мощностью, которое нужно только правильно собрать. Сами понимаете, что продаются такие системы по цене, во много раз превосходящей все вместе взятые компоненты, если их покупать по отдельности. По большому счету, это единственный их плюс, рассчитанный, так сказать, на ленивца. Даже если и так – все равно выбирать между той или иной моделью придется, и лучше делать это осознанно, а не доверяться полностью продавцам. Тем более что при выборе следует обращать внимание не на такое большое количество характеристик – по сути, их всего две, а если разбить второй пункт на подпункты, то в общей сложности получится четыре момента, которые необходимо учесть.

1. Мощность. С мощностью все достаточно просто, и рассчитывается она исходя из самого мощного потребителя в доме – как правило, среди бытовой техники потребители с мощностью более 3кВт не встречаются. В большинстве случаев это вообще 2-2,5кВт. К этому значению добавляется небольшой запас и получается необходимая мощность панелей. Принцип простой – в солнечный день должна работатьстиральная машина и, возможно, что-то еще. То есть в среднем для небольшого дома вполне хватает электростанции с выходной мощностью в 2,5-3кВт.
2. Тип панелей. На сегодняшний день их существует всего три – это поликристаллические, монокристаллические и пленочные. Последний тип солнечных элементов, можно сказать, самый плохой – для них характерен эффект постепенного угасания. Спустя 25 лет максимум от них остается 50% былых возможностей, как вы понимаете, их мощность снижается. А если выбирать между поликристаллом и монокристаллом, то здесь можно сказать только одно – в условиях облачности лучше всего работают поликристаллические солнечные панели.

   Солнечные электростанции для дома фото

3. Следующий момент, на который необходимо обратить внимание, подходя к вопросу, как выбрать электростанцию на солнечных батареях для дома, это инвертор. Устройство, призванное повышать напряжение 12 или 24 вольта (которое, как правило, выдают панели) до привычных всем двухсот двадцати вольт. В принципе, выбор этого элемента полностью зависит от двух моментов: во-первых, это мощность (устройство должно выдерживать необходимую нагрузку, к примеру, все те же 2,5кВт и иметь запас) и, во-вторых, тип выходного сигнала. Если вы не хотите иметь проблем с ремонтом бытовой техники, то нужно выбирать автономную солнечную электростанцию для дома, на выходе которой имеется чистая, а не модифицированная синусоида.
4. Контроллер. Устройство, распределяющее электричество и следящее за зарядкой аккумуляторов. Когда непосредственного разбора электричества с панелей нет или не вся их энергия используется, контроллер заряжает аккумуляторы, а когда, наоборот, энергии панелей не хватает, он забирает энергию из емкостей. В общем, делает всю монотонную работу, без которой электростанция на солнечных батареях работать не сможет.

В принципе, всего этого вполне достаточно для того, чтобы не ошибиться в процессе решения вопроса, как выбрать солнечную электростанцию для частного дома? Как видите, сложного здесь нет ничего, и даже расчеты, за которые, по сути, и берут деньги предприниматели, делаются не так уж и сложно. По большому счету, если разобраться, то и собирать такую систему не сложно – в общем, если еще и работы по сборке электростанции для дома взять в свои руки, то ее стоимость можно будет сократить вдвое, если не больше. Давайте поговорим об этом немного подробнее.

Солнечная электростанция для дома своими руками: как сделать

В принципе, решая вопрос, как выбрать солнечную электростанцию для дома, мы уже частично разобрались и с вопросом, что нужно для самостоятельного изготовления такой системы? Остается только дополнить верхний список незначительными деталями и описать порядок сборки. Под «незначительными» деталями подразумевается три вещи – это специальные кабели с коннекторами (соединительными разъемами), аккумуляторы, желательно гелевые (они способны выдерживать большее количество циклов разрядки и зарядки) и установочные элементы, с которых и начинается сборка солнечной электростанции своими руками.

1. Установочные элементы. Под этим понятием понимается жесткая рама, сваренная из профильной трубы – ее конструкция целиком и полностью зависит от места установки, но в целом ее внешний вид одинаковый во всех случаях. Это прямоугольник, к которому панели крепятся специальными прижимами с резиновой подушечкой. Такая конструкция может быть собрана как на земле, так и на крыше.
2. Вторым этапом работ, связанных с решением вопроса, как сделать солнечную электростанцию, является крепление панелей. Здесь все достаточно просто – это чисто механическая работа, в которой главное не переусердствовать и не раздавить панели, чрезмерно затягивая винты.

   Автономная солнечная электростанция для дома фото

3. Дальше коммутация отдельных панелей в единую цепь – все панели соединяются последовательно друг с другом. В местах соединения устанавливаются коннекторы-тройники. Здесь следует помнить, что панели сразу после попадания на солнечный свет начинают вырабатывать энергию – чтобы не ударило током, важно соблюдать последовательность сборки. Двигаться лучше от обратного – от места установки контроллера, а вернее от него самого. Перед ним устанавливается автоматический выключатель. Сначала прокладывается общая магистраль – там, где необходимо, ставятся тройники. Только после сборки магистрали изготавливаются короткие кабели с коннекторами, которыми и подключается каждая панель к тройнику.
4. Дальше к контроллеру подключается блок аккумуляторов. Их может быть несколько – чем больше, тем лучше (тем большим количеством энергии вы сможете запасаться в дневное время). Не стоит закупаться низкоемкостными аккумуляторами, теми, которые применяются в автомобилях – для таких систем существуют электрические емкости объемом 150 и более А/часов. Напомню, что лучшим вариантом будут гелевые аккумуляторы – так же, как и панели, они соединяются друг с другом параллельно. Плюс к плюсу, а минус к минусу – так мы сохраняем вольтаж, но увеличиваем суммарную емкость.

   Устройство солнечной электростанции для дома фото

5. Дальше инвертор – подключается непосредственно к аккумуляторам. Опять-таки, плюс к плюсу, а минус к минусу – перепутаете, инвертор работать не будет. Ну и выход инвертора, на котором получается необходимое напряжение 220 вольт, подсоединяем через автоматический выключатель к домашней сети.

В принципе, это и весь вопрос, как сделать электростанцию на солнечных батареях? Как видите, устройство солнечной электростанции для дома не такое уж и сложное. Главное – хорошенько во всем разобраться и понять принцип работы. Ну а все остальное, как говорится, дело наживное – естественно, очень дорогое. Кстати, расчеты рентабельности таких источников энергии на сегодняшний день отнюдь не утешительные – система не окупается полностью, если не продавать излишки энергии по нормальным тарифам (например, соседям). Если идти классическим путем и выдавать неиспользованное электричество в городскую сеть и получать за него копейки, то на возврат денег можно не надеяться. К сожалению, государство не поощряет еще такие технологии, хотя и не запрещает. Именно по этой причине их установка целесообразна только в тех местах, где сетевого электричества нет вообще.

Источник: http://stroisovety.org/13

Солнечная электростанция своими руками. Подбор компонентов.

Попытаемся понять подход к выбору автономной солнечной системы, какие факторы имеют большее, а какие меньшее значение.

Прежде всего, надо определить, сколько энергии вам понадобится в месяц, и, чтобы стоимость солнечной электростанции не стала фантастически высокой, по мере возможности уменьшить потребности. Затем необходимо определить, сколько солнечной энергии можно получить в той местности, где будет работать солнечная установка. Примерные данные приводятся в метеорологических справочниках, кое-какую информацию по солнечной инсоляции можно найти в Интернете. Обычно уровень солнечной инсоляции выражается в Ваттах/м2 с разбивкой по месяцам. Причём сезонные колебания могут быть очень значительными.

 

Солнечные электростанции. Схема электроснабжения дома от солнечных батарей

   

Как выбирать солнечную батарею?

Если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, расчёт надо производить по месяцам с наихудшими параметрами по инсоляции (конечно, если предполагается использовать только солнечную энергию). КПД солнечных батарей для расчётов надо принимать не выше 14% (а лучше 12%), т.к., несмотря на КПД элементов 16 или даже 17 % (а чаще используются элементы с КПД 14-15%), часть излучения отразится от поверхности стекла закрывающего элементы (даже если используется антибликовое стекло), часть излучения погасится в толщине стекла, т.к. не вся поверхность солнечной батареи закрыта кремниевыми пластинами (между ними есть зазоры 2-3 мм). Кроме этого некоторые элементы имеют обрезанные углы, что также уменьшает полезную площадь. Некоторые изготовители приводят примерную выработку энергии в месяц при разных уровнях солнечного излучения.

Карта инсоляции России. Продолжительность солнечного сияния.

Теперь, чтобы определить количество солнечных батарей, необходимо разделить желаемую потребность в энергии на возможную выработку энергии одной батареей в те месяцы, когда будет использоваться солнечная электростанция. Естественно, расчёт ведется по самым наихудшим параметрам по инсоляции.

Например, установка будет эксплуатироваться круглогодично, потребность в энергии 100 кВт час/месяц, одна батарея из выбранных вами произведёт в декабре не более 2 кВт-час энергии, 100 : 2 = 50 батарей. При тех же условиях, но неизвестной производительности батареи, а известной её площади 0,7 м², определяем, что за месяц будет произведено примерно 20 х 0,7 х 0,12(КПД) = 1,68 кВт-час энергии (инсоляция в декабре составляет примерно 20 кВт-час/м²). Для определения количества солнечных батарей необходимо разделить желаемое количество энергии на выработку одной батареи: 100 : 1,68 =59,5 шт., округляем в большую сторону 60 шт.

Следует отметить, что все эти расчёты носят приблизительный, ориентировочный характер, т.к. количество солнечных дней может сильно отличаться в разные годы. Всегда надо учитывать, что запас только улучшает параметры системы.

Увеличение производительности солнечных батарей – это отдельная большая тема. Можно отметить только несколько способов увеличения производительности:

Выбор оптимального угла установки. Желательно, чтобы поверхность солнечной батареи располагалась перпендикулярно к лучам солнца, с максимальным отклонением в ту или иную сторону на не более, чем 15°. В связи с тем, что солнце в течении года постоянно меняет высоту над горизонтом, желательно устанавливать солнечные батареи под тем углом, который обеспечивает максимальный выигрыш по производительности в нужное время. Например, если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, то батареи устанавливают под углом + 15° к широте местности, а если только в летние месяцы, то под углом – 15° от широты местности.

Поворот солнечной батареи вслед за солнцем в течение дня(применим только для небольших систем), таким образом можно увеличить выработку энергии вплоть до 50% от выработки в стационарном положении.

Применение контроллера заряда с функцией ОТММ (Отслеживания Точки Максимальной Мощности, по-английски MPPT (Maximum Power Point Tracking)). Такой контроллер при наличии достаточной освещённости не препятствует поступлению энергии от солнечных батарей на аккумуляторы, а при недостатке освещённости накапливает энергию и подаёт её на аккумулятор порциями с оптимальными значениями тока и напряжения.

Но, конечно, если с таким трудом полученную энергию расходовать не экономно, то все ухищрения по получению дополнительной энергии пропадут впустую. Наибольший выигрыш в автономных системах электроснабжения можно получить, экономя энергию. Замена ламп накаливания на люминесцентные или компактные люминесцентные (энергосберегающие), а там где надо получать большие световые потоки (освещение территорий, торговых залов и т.д.), на металлогалогеновые даёт снижение затрат на освещение примерно в 4-5 раз. Применение бытовой техники с индексом энергопотребления «А» или «А+» даёт ещё более значительный выигрыш. Вообще, вопрос энергосбережения, в условиях значительного роста цен на энергоносители приобретает первостепенное значение.

Немного коснёмся принципов конструирования систем автономного электроснабжения на солнечных батареях. Мы уже пробовали рассчитать необходимое количество солнечных батарей, теперь перейдём к остальным компонентам системы. Энергия, полученная от солнечных батарей, направляется на зарядку аккумуляторов. Это необходимо по двум причинам:

— сглаживание неравномерности поступления энергии, например, в облачную погоду;

— реализация потребности в электроэнергии тогда, когда нет солнечного излучения (ночью и в пасмурные дни).

Для подбора количества и типа аккумуляторов также используются два параметра: конструкция инвертора (напряжение на низкой стороне) и ток зарядки, который может поступать от нескольких источников и не должен превышать 10 % от номинальной ёмкости для кислотных аккумуляторов и 25-30% от номинальной ёмкости для щелочных. Если в инверторе имеется зарядное устройство от сети, то оно должно автоматически регулировать зарядный ток в зависимости от степени заряда аккумуляторов. Кроме этого, особенно если подзарядка от существующей сети отсутствует, необходимо, чтобы аккумуляторы не боялись сульфатации пластин, иначе подзарядка маленьким током, который часто бывает в не очень ясную погоду, быстро выведет аккумуляторы из строя.

К необходимым свойствам аккумуляторов, применяемых в солнечных электростанциях, добавим и низкий уровень саморазряда (иногда изготовители указывают эту отличительную черту). Обычный кислотный аккумулятор требует подзарядки не реже чем один раз в шесть месяцев, иначе выходит из строя. Через год после начала эксплуатации уровень саморазряда обычного кислотного аккумулятора достигает 1,5% в день от его номинальной ёмкости. Поэтому к аккумуляторам, применяемым в солнечных системах, предъявляются специфические требования.

Теперь перейдём к инверторам. Вообще, идеальной конструкцией солнечной электростанции следует считать ту, где разные группы нагрузок получают питание от разных инверторов, и количество и мощность инверторов соответствует количеству и мощности автоматических выключателей в распределительном щитке. Эти параметры выбираются при конструировании домашней электросети. Например, в распределительном щитке — 4 автомата на 16 А (максимально допустимая нагрузка на бытовые сети: розетки и освещение) и 2 автомата на 25 А (для питания силовой техники). Идеальным считаем применение 4 инверторов мощностью 16А х 220В=3520 Ватт и двух инверторов мощностью 25А х 220В=5500 Ватт. Причём питание эти инверторы могут получать от одной группы аккумуляторов, заряжаемых одной группой солнечных батарей.

Обычно изготовители указывают не мощность в Ваттах, а пиковую мощность в вольт-амперах, т.к. этот параметр выше по значению примерно на 20-30%. Многие фирмы выпускают инверторы с самыми различными свойствами. Они могут отличаться формой выходного сигнала (наиболее простые и дешёвые на выходе дают прямоугольный сигнал, так называемый «меандр», изготовители которого, правда, чаще называют его: модифицированной синусоидой, имитированной синусоидой, псевдо синусоидой, квазисинусоидой и т.д.), способом компенсации нагрузок (за счёт сохранения амплитуды напряжения или площади кривой), применяемым схемным решением (одно или два преобразования напряжения, импульсным или аналоговым преобразованием сигнала).

Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство от существующей сети, другие могут осуществлять подпитку сети и направлять энергию, полученную от солнца, в сеть. Вообще, конструкция инвертора может быть самой разнообразной.

Но в целом качественный инвертор должен выдавать чистый синусоидальный сигнал с искажениями меньше 3 %, не менять значение амплитуды напряжения при подключении нагрузки более 10 %, осуществлять двойное преобразование (первое — постоянного тока, второе – переменного), иметь аналоговую часть вторичного преобразования с качественным трансформатором, иметь значительный запас по перегрузке и набор защитных функций от короткого замыкания в нагрузке, от неправильного подсоединения к аккумуляторам, от перегрузки, от неисправности аккумуляторов, не допускать глубокого разряда аккумуляторов. Все остальные функции могут быть, а могут и отсутствовать. Иногда лишние сервисные функции затрудняют пользование подобным прибором, пользователь должен в идеале включить прибор и забыть об его существовании.

Ещё один достаточно важный вопрос, на который необходимо обратить внимание при выборе солнечных систем, вопрос запаса параметров. При использовании солнечной энергии мы применяем непредсказуемые природные явления. Поэтому для обеспечения стабильности электроснабжения необходимо иметь запас по источникам энергии (солнечным батареям), по хранилищам энергии (аккумуляторам) и по преобразователям энергии (инверторам). Естественно, подходить к вопросу избыточности надо разумно. Иногда бывает лучше и дешевле применять гибридную схему электроснабжения с применением других источников энергии: разного рода генераторов, существующего подключения к электросети и т.д.

В заключение можно сделать вывод, что в условиях, когда традиционные энергоносители дорожают, а на горизонте истощение природных ресурсов, обоснованность и необходимость применения альтернативных источников электроснабжения возрастает многократно.

Так же Вы можете приобрести готовые комплекты солнечных электростанций.

Солнечная электростанция своими руками: фото сборки

Самодельная солнечная электростанция, которую может сделать каждый своими руками: фото и видео сборки небольшой мини электростанции для дома.

В этой статье подробно показано изготовление солнечной батареи и её подключение к автомобильному аккумулятору и инвертору 12V = 220V. Электростанция рассчитана на энергоснабжение бытовых приборов, работающих от сети 220 V.

Сборка солнечной электростанции.

Для изготовления панели были использованы 60 солнечных элементов, каждый из которых выдаёт напряжение 0,5 V и ток 4 А.

Корпус панели автор изготовил из стекла, раму из алюминиевого профиля. Алюминиевые уголки по краям срезаются пилой по металлу под углом 45 градусов, для ровного среза используется приспособление — стусло.

Размер панели 980 х 900 см, размер каждого солнечного элемента 80 х 150 см.

Приступаем к пайке лицевой стороны солнечных элементов, для пайки понадобится 40 ватный паяльник, менее мощный паяльник лучше не использовать, он не сможет полноценно прогреть место пайки на пластине. Место пайки покрывается спиртовым раствором канифоли.

Залуживаем место пайки.

В качестве проводника, автор использовал провод от витой пары предварительно сняв с него изоляцию, полученная проволока также покрывается канифолью, залуживается и припаивается к дорожке.

Припаиваем проволоку.

Обратите внимание! Полупроводниковые фотоэлементы очень хрупкие, работать с ними нужно крайне аккуратно!

После пайки клеим панельки лицевой стороной к стеклу с помощью строительного силикона.

Также нужно спаять все элементы с внутренней стороны в одну цепь.

С торца корпуса рамы выводим провода плюс и минус.

Заднюю стенку панели нужно защитить от пыли и влаги, закрываем её полиэтиленовой плёнкой и заклеиваем скотчем.

Каждый элемент выдаёт 0,5 V и 4 А, автор подключил последовательно две группы элементов по 30 шт. которые выдают по 15V, затем две группы подключил между собой параллельно, что увеличило ток до 8 А, общее напряжение которые выдают все элементы составляет 15V, что идеально подходит для зарядки автомобильного аккумулятора.

Схема солнечной электростанции.

Сам аккумулятор нужно подключать к солнечной батарее через диод «Шотки», чтобы ночью солнечные элементы не поглощали энергию из аккумулятора и не разряжали его. Для подключения аккумулятора нужно использовать медный провод сечением не менее 1м².

Чтобы избежать перезаряда аккумулятора его нужно подключить к панели через контроллер заряда или как сделал автор — собрать ограничитель заряда.

Чтобы преобразовать напряжение аккумулятора из 12V в 220V, нужно подключить к нему инвертор.  В роли инвертора здесь использован старый бесперебойник от компьютера, который выдаёт 220 V, мощность до 500 Вт. Как вариант можно приобрести инвертор в радиомагазине.

Более наглядная схема подключения всех компонентов электростанции.

Панель нужно установить в максимально освещённом месте, повернуть на юг и наклонить под углом около 45 градусов. Угол наклона панели зависит от широты и времени года, поэтому в каждом случае лучше поэкспериментировать с направлением и углом чтобы добиться максимальных результатов.

Не забудьте крепко закрепить панель, при сильном порыве, ветер её может запросто опрокинуть и разбить стекло.

Рекомендую посмотреть видео автора самоделки, где подробно показан весь процесс сборки электростанции.

Автор самоделки KREOSAN.

Солнечная электростанция для дома | Каталог самоделок

Установить на крыше солнечные фотоэлементы, которые за день зарядят аккумуляторы, а вечером пользоваться дармовой энергией — это путь к полной независимости от государственного электроснабжения, цен на газ и так далее.

Простейшая схема солнечной станции

Преимуществ у домашней солнечной электростанции предостаточно:

1. Простота установки и подключения. Не надо строить высокую башню, как для ветровой электростанции, бетонировать фундамент.
2. Для строительства не нужны большие площади. Многие укладывают светоактивные листы на крышу частного дома.
3. Простой и нематериалозатратный монтаж сильно сокращает денежные расходы.
4. Возможно, по мере накопления средств, добавлять к имеющимся панелям новые, увеличивая мощность установки в целом, чего нельзя сделать для ветровой станции.
5. Отсутствуют вращающиеся части, которые нужно смазывать, подтягивать. Профилактический осмотр солнечных элементов специалисты рекомендуют проводить раз в 1–2 года.
6. Может эксплуатироваться без капитального ремонта до 25 лет.
7. Все компоненты электроустановки подвозятся к месту установки в собранном виде.
8. Солнечные станции бесшумны, безопасны для людей, не мешают птицам. Они самые экологически безопасные среди зелёных технологий.

 

Перейдем к недостаткам:

1. Ограничено применение в некоторых регионах количеством солнечных дней.
2. Имеют низкий КПД и слабую мощность, особенно в хмурые зимние дни, по сравнению с другими источниками энергии.

 

Подбор PV-элементов

 

Черные фотоэлектрические панели, photovoltaic PV-элементы, те, которые в диковинку видеть на крышах российских домов, сплошь покрывают любые строения в Японии. А японцы очень практичны и не будут городить то, от чего мало проку. Главная задача — правильно выбрать тип солнечного элемента.

 

В продаже представлены четыре типа фотоэлектрических элементов:

1. монокристаллические;
2. поликристаллические;
3. аморфные;
4. тонкоплёночные.

 

• Монокристаллические делают из отполированного листа кремния. Примерно 1 кВт энергии от таких изделий можно получить с площади 7 квадратных метров.
• Поликристаллические кремниевые менее производительные, чем первые. Чтобы получить 1 кВт уже потребуется занять площадь более 8 кв. метров.
• Аморфные наиболее экономичны при изготовлении: аморфный кремний наносится тонким слоем на подложку и расходуется гораздо меньше. Эти батареи имеют самую низкую мощность и относительно дешевы.
• Тонкопленочные имеют наибольший КПД в 25 процентов, по сравнению с показателем 12–17 у первых трёх типов. Могут вырабатывать энергию при слабом освещении, даже зимой в облачную погоду. Производят такие пленки на нескольких американских заводах для промышленного использования. Стоят они очень дорого.

 

Оптимальным вариантом для южной полосы: Одесса – Ростов на Дону – Астрахань – побережье северное Каспийского моря являются монокристаллические элементы. Можно собрать эффективную солнечную установку мощностью до 500 кВт/час за месяц.

 

Другие компоненты солнечной электростанции

 

1. Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. Фотоэлектрические элементы вырабатывают постоянный ток низкого напряжения, а большинство бытовых приборов работает на переменном высоком напряжении.
2. Аккумуляторы, сохраняющие энергию для ночного времени.
3. Контроллер – зарядное устройство, не допускающее перезарядки аккумуляторов и защищающее от утечки обратного тока на PV-элементы ночью.
4. Автоматическое реле, которое при полной разрядке аккумуляторов переключает питание домашних приборов к общей сети.
5. Электросчетчик, остается для контроля потребленной энергии.

 

Цена солнечной установки

 

Покупать солнечную электростанцию под ключ, к примеру, СЭС-5 удобно тем, что специалисты компании-производителя сами всё привезут, соберут, подключат, проверят и гарантию дадут.

СЭС-5, производитель Термо Технологии, Украина

Стоимость СЭС-5, вместе с монтажом составляет 8250, 9100 долларов. Такая система замечательна тем, что излишки выработанной энергии можно продать в общую сеть по зеленому тарифу. Установка состоит из 25 фотоэлектрических элементов, средней производительностью за месяц – 521 кВт/час. Есть установки равной мощности по цене 15000 долларов. Если в вашем доме все бытовые приборы расходуют за сутки около 10 кВт/час, то этой электростанции вполне достаточно, чтобы всё светилось, крутилось. Кроме отопления, конечно.

 

Обогрев дома зимой такая электростанция не потянет. Надо увеличить количество солнечных элементов и аккумуляторов как минимум вдвое, соответственно и цена возрастет вдвое.

 

Если же комплектовать домашнюю электростанцию самостоятельно, то собранная установка обойдется в 8032 доллара. Из расчета, если каждый компонент будет стоить:

• PV-элементы Yabang Solar YBP 250-60 (250 Вт, 24 В), 20 штук — 4250 долларов;
• контроллер (зарядное устройство) — 25 долларов;
• аккумуляторы SIAP PzS 4 APH 420 (2 В, 420 А), 24 шт. — 3624 доллара;
• инвертор — 69 долларов;
• автоматическое реле — 33 доллара;
• электросчетчик — 31 доллар.

 

Итого: если умудрится самому собрать и подключить солнечную электростанцию для дома, то можно сэкономить лишь 218 долларов.

 

Автор: Виталий Петрович, Украина Лисичанск.

 

---

 

Солнечная электростанция для дома и квартиры своими руками

В ходе научно-технического прогресса люди научились рационально распоряжаться ресурсами природы и получать возобновляемую энергию солнца, воды или ветра. Сегодня в «умном» доме или квартире для снижения стоимости коммунальных услуг уже нередко устанавливаются солнечные батареи. Они вырабатывают энергию, поглощая солнечные лучи.

Особенно актуальным такое приспособление является в областях с большим количеством солнечных дней в году и жарким климатом. Однако и в России комплекс солнечных батарей нередко ставят на здания ввиду его экологичности и возможности создания единого комплекса электроснабжения.

Для обеспечения бесперебойного снабжения небольшой семьи энергией вам нужно будет купить панели площадью 15—20 кв. м. Один её квадратный метр на доме сможет дать энергии на 120 Вт. В месяце при этом должно быть около 20 ясных дней, а площадь крыши дома составлять не менее 40 кв. м. Стоимость всего комплекса, согласно отзывам, окупается уже за первые несколько лет.

Солнечная электростанция HR950/v 2.0

Устройство солнечных элементов

Солнечная батарея предполагает преобразование солнечной радиации в необходимое для человечества электричество. Она будет весьма выгодной как в частном строении, так и в офисных зданиях.

Состоят все батареи из солнечных элементов. Они представляет собой полупроводники — пару кремниевых пластин, которые присоединяются друг к другу. В кремний добавляются примеси для получения нужных свойств конструкции. Например, одна пластинка будет иметь в избытке валентные электроны, а у второй будет наблюдаться их недостаток. Таким образом, полупроводниковый слой получит отрицательно и положительно заряженные частицы. Граница, где элементы соприкасаются, содержит запирающий слой, который предотвращает переход избытка электронов.

При подключении источника питания извне электроны преодолеют зону замыкания, а проводник будет проводить ток. Нечто похожее происходит, когда на солнечный элемент батареи действует энергия солнца. При попадании на поверхность конструкции фотона от него будет передаваться энергия высвобождающимся электронам. А на место появления так называемой дырки станут перемещаться электроны из второй части проводника.

Устройство и принцип работы солнечной батареи

Соответственно, сила тока, которую может создать элемент, будет разной в зависимости от количества фотонов, попавших его поверхность. Количество попадающих на поверхность фотонов, в свою очередь, зависит от:

• площади батареи;
• интенсивности солнечного света;
• срока использования;
• коэффициента полезного действия конструкции;
• температуры (если она значительно повышается, проводимость конструкции снижается).

Мощность солнечного света, приходящегося на 1 кв. м., составляет около 1350 Вт. Чем выше будет мощность батареи для «умной» квартиры или дома, тем больше электроэнергии она произведет. Однако и стоимость её будет выше.

Несмотря на то что отзывы об установленных покупных батареях положительные, многие хотят снизить стоимость панелей, собрав устройства для преобразования солнечного света самостоятельно. Это достаточно трудоемкий процесс, и лучшим вариантом будет приобретение готового комплекта.

Разновидности

Солнечные батареи на доме могут быть:

• автономными. Предусматривают отсутствие централизованной сети подачи электроэнергии и не предполагают ее дальнейшего подключения;
• комбинированными. Используются параллельно с традиционной электросетью по причине экономии средств или экологичности.

Кроме того, батареи для преобразования солнечной радиации в зависимости от мощности и стоимости делятся на:

• конструкции с малой мощностью. Их хватит на зарядку смартфона, а также на запитку многих электронных устройств. Однако их редко выбирают из-за не очень выгодного соотношения между мощностью и ценой;
• универсальные устройства. Они более популярны среди владельцев умного дома, так как не только помогают обеспечить энергию для работы нескольких приборов, но и отличаются необычным внешним видом. Часто покупаются для использования в полевых условиях или туристами;
• солнечные панели. Представляют собой фотопластины, которые закрепляются на специальной основе. Крепятся на крыше и в солнечную погоду. Судя по отзывам, позволяют на 100% удовлетворить потребность в электроэнергии.

Солнечные панели для солнечной электростанции

Вне зависимости от разновидности, набор панели для квартиры или «умного» дома будут включать:

• инвертор для преобразования напряжения;
• аккумулятор. Используется для накопления солнечных лучей;
• устройство для контроля над зарядом.

Комплект солнечной электростанции пиковой мощности 3 кВт

Схема сборки и подключения

Солнечная электростанция своими руками собирается так:

• Найдите выходные клеммы контроллера заряда, к нему подключите АКБ. После этого проводники, которые отходят от каждой панели, присоедините к входной клемме устройства для контроля над зарядом. Если к панелям прилагается в комплекте кабель, этот шаг не нужен.
• Присоединять проводники требуется по схеме «+» к «+», а также «-» к «-». После этого на клеммы, расположенные у входа инвертора, подается питание от АКБ.
• Включив контроллер за зарядом и инвертор, вы увидите, что электричество, которое начнет вырабатывать панель, будет заряжать аккумулятор.

Для определения полярности выходов в панелях преобразования солнечной энергии вам достаточно измерить напряжение в клеммах, воспользовавшись мультиметром. Если возле цифр величины напряжения нет знака «минус», черный щуп устройства будет соответствовать отрицательной клемме, и наоборот.

Схема подключения солнечных панелей и бытовой нагрузки

Правила монтажа

Монтаж преобразователей солнечной радиации нужно проводить, придерживаясь следующих правил:

• Устанавливайте элементы на самое освещенное место крыши «умного» дома, которое не будет в любое время дня находится под тенью деревьев или крыш других строений. Возможна установка панелей на стены или опоры, которые ставятся непосредственно на земле.
• Чтобы панель вырабатывала максимальное количество энергии, соблюдайте требуемый азимут и угол наклона. Например, для Северного полушария необходимый азимут составляет 180 градусов строго в южную сторону. При этом угол, на который нужно наклонить конструкцию, зависит от широты расположения вашего населенного пункта (к примеру, для Петербурга этот показатель равен 60 градусам: 0 градусов горизонтально и 90 — вертикально). Летом можно увеличивать наклон, а зимой — уменьшать на 10 градусов. Существует немало калькуляторов, отображающих зависимость количества вырабатываемой энергии от азимута или величины наклона.

Монтаж солнечных батарей

• Зимой выпавший на солнечные элементы снег предотвратит дальнейшую выработку электричества. Поэтому важно вовремя счищать его с поверхности или устанавливать панели под большим наклоном.
• Если вы устанавливаете на крыше «умного» дома большое количество панелей в несколько рядов, соблюдайте расстояние между ними (не меньше 1,7 высоты ряда) для предотвращения создания тени от модулей.
• Все компоненты для установки поставляются в комплекте. Профиль каждой составляющей из алюминия имеет несколько крепежных отверстий для множества вариаций крепления элементов.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.