Солнечные батареи своими силами, виды и особенности. Монтаж и установка солнечных батарей

Схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей

Альтернативный источник энергии, роль основного поставщика электротока в котором выполняют солнечные батареи – отличный вариант, обеспечивающий высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать оборудование и правильно произвести монтаж. А сделать это может каждый, даже без привлечения специалистов. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей, и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации изложены в нашем материале. А для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Содержание статьи:

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта фотоэлектрических элементов, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Помимо солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи — контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы

Основными конструктивными элементами системы выступают:

Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
Аккумулятор – химический источник ток, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.

Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо же более модернизированные поворотные аналоги

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

на крыше загородного коттеджа;
на балконе многоквартирного дома;
на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

Чтобы обеспечить максимальную производительность солнечных батарей, угол наклона устройств рекомендуется менять 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.

Некоторые «умельцы» с целью защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, но даже при видимой прозрачности стеклянная прослойка способна снизить КПД панелей на 30%

Существует несколько способов фиксации панелей:

посредством задействования прижимных фиксаторов;
путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.

Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.

Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

параллельная;
последовательная;
смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

При параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру. Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток. Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

При последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

Конец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение

Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств. Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора.

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает

Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность.

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаячную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Подключение разнонаправленных элементов

Применяя последовательную схему монтажа солнечных батарей, чтобы не снизить эффективность работы устройств, все панели общей цепи следует размещать под одним углом и на одной плоскости.

Если же панели будут располагаться в различных плоскостях, это может привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее расположенных чуть дальше.

Это значит, что ближняя панель будет генерировать электричество, часть которого будет отходить для нагрева дальних панелей. И причина кроется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, для каждой панели лучше задействовать отдельный контроллер.

Основные требования при задействовании контроллера – мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние

Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают внутри между пластинами. Благодаря этому, выдавая максимальный показатель мощности, пластины не перегреваются.

Немаловажное значение имеет и падение напряжения в соединениях, а также самих проводах низковольтной части системы.

Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода, красным указывающая параметры, при которых возникает риск сильного пожароопасного нагрева

В качестве примера может служить тот факт, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока показателем 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может варьироваться в пределах от 0,1 до 0,3 В.

Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.

А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.

При совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подключается, тем сложнее становится схема

Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.

Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:

не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.

Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.

Несмотря на то, что инверторы вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Авторы видеоматериала, который предоставлен ниже, делятся личным опытом и разбирают нюансы монтажа гелиопанелей.

Пример сборки и монтажа системы заводского образца:

Как правильно установить панели:

Ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет. Но для начинающего мастера, который не собирает ежедневно электросхемы, процесс может стать затруднительным. Поэтому при отсутствии опыта в расчетах и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, владеющему необходимыми знаниями.

sovet-ingenera.com

Поэтапная установка солнечных батарей на крышу, особенности выполнения работ

Строительство собственного дома предполагает не только возведение стен и кровли. Этот процесс состоит из множества различных этапов, причем одним из них является прокладка коммуникаций. И вот здесь владельцев загородной недвижимости очень часто поджидают всевозможные неприятные моменты. Очень часто – это элементарное отсутствие магистральных сетей.

Но даже если вам повезло и в поселке, где располагается ваш дом, они есть, то не всегда работа сетей соответствует требуемому уровню. В таком случае приходится искать альтернативные источники энергии и одним из самых экономичных вариантов может стать установка солнечных батарей, как называют в народе фотоэлектрические преобразователи.

Что же на самом деле представляет оборудование

Первые солнечные панели появились давно, но несмотря на это принцип действия их современных моделей остался прежним. Хотя некоторые конструктивные изменения они все же претерпели. Они коснулись материалов, из которых производятся эти устройства, благодаря чему удалось увеличить КПД батареи.

Смотрим видео, о данном виде оборудования:

Сам же принцип работы, заключающийся в том, что p-n переход преобразует свет в электричество не изменился. Причем чем больше площадь панели, тем больше энергии можно получить. Так основываясь на работе обычного транзистора ученые смогли создать современные фотоэлектрические преобразователи или солнечные панели.

Однако следует учитывать, что выходные параметры устройства зависит от количества света, падающего на пластины.

Конструктивные особенности фотоэлектрического преобразователя

Структура устройства представляет собой p-n переход с парой электродов. При этом их роль выполняют металлические листы.

КПД солнечной батареи на крыше дома находится в зависимости от технологии, выполнения p-n перехода. Наиболее распространенными считаются устройства на основе поликристалла кремния, так как отличаются самой низкой ценой.

Устройство панели

Кроме них производятся и монокристаллические светопреобразователи, отличающиеся черно-серым цветом. Однако солнечные все типы пластин имеют один недостаток – недостаточную гибкость.

Только батареи на крышу выполненные на основе аморфного кремния, толщина которых не превышает 1 мкм обладают определенной пластичностью, но они имеют один из самых низких КПД.

Но поскольку солнечные пластины способны вырабатывать электрический ток только днем, то отдельно они практически не применяются. Их используют только как системы, работающие на солнечных панелях на крыше. В их состав кроме пластин входит аккумулятор, который накапливает энергию днем и отдает заряд ночью.

Схема электроснабжения на 1.3 -3.9 квт

Чтобы получить необходимую мощность из солнечных батарей собирают панели. В них используется несколько таких элементов, соединенных последовательно или параллельно.

Для подачи энергии в сеть в комплексе с солнечными батареями используют:

Инвертор;
Аккумулятор.

Установка солнечной панели на крыше

Решив воспользоваться альтернативным источником энергии нужно взвесить все за и против выбранного варианта. Если предполагается использовать солнечные батареи, то нужно учесть, что их монтаж обойдется в приличную сумму. И если в среднем 1 кВт энергии стоит 3 доллара, то с учетом затрат на монтаж он может достигнуть 5 долларов.

Смотрим видео, проверяем панель перед монтажом:

Однако можно легко избежать столь больших затрат, если выполнить установку самостоятельно. Для этого необходимы хотя бы минимальные знания в этом вопросе. Чтобы установка солнечной батареи была выполнена по всем правилам стоит последовать советам профессионалов. А они рекомендуют:

Размещать солнечные панели с южной стороны крыши, вдали от высоких деревьев и зданий;
Угол наклона элементов должен соответствовать значению широты, но лучше выполнять крепление таким образом, чтобы в течение года положение батареи можно было изменять;
Чтобы защитить систему от снежных заносов стоит устанавливать ее вертикально;
Крепления выбирают таким образом, чтобы они выдерживали сильный ветер.

Этапы установки оборудования

Схема монтажа панелей

К выполнению монтажных работ можно приступать сразу после приобретения комплекта, так как все необходимое для этого поставляется вместе с панелями.

Обычно в комплектацию включены:

Крюки;
Крепления;
Профили из алюминия.

Сам процесс установки солнечных панелей заключается в следующем. На поверхности крыши при помощи крюков крепятся панели.

Специалисты рекомендуют, если установка солнечных батарей предполагается на плоскую крышу, то между ней и панелью должен оставаться небольшой зазор. Это необходимо для того, чтобы избежать потери производительности системы из-за нагрева фотоэлементов.

Монтаж солнечных батарей выполняется следующим образом. Вначале собирают каркас, используя для этого болты диаметром 6 и 8 мм. Затем он фиксируется при помощи металлических угольников, придающих конструкции прочность и нужный угол наклона.

Смотрим видео, этапы монтажа:

Панель подвешивается к крыше посредством специальных шпилек. Но чтобы она не лопнула необходимо в процессе выполнения монтажа солнечных батарей следить за поверхностью каркаса. В ней не должно быть перекосов.

Заключение

В монтаже нет особых сложностей, и они могут быть установлены самостоятельно. Однако, прежде чем приступать к этому, нужно учесть определенные правила и особенности самого процесса. А кроме этого стоит учитывать, что такие системы не являются идеальными и имеют свои недостатки. Причем это не только значительная стоимость, но и недостаточная эффективность работы в холодное время года.

generatorvolt.ru

Монтаж и подключение солнечных батарей, панелей. Москва.

Установка солнечных батарей является одним из важных этапов. В зависимости от того, насколько точно и профессионально будет выполнен монтаж солнечных батарей на крыше дома, в значительной степени будет зависеть эффективность эксплуатации всей автономной системы электроснабжения объекта. Максимальная эффективность фотоэлектрического модуля достижима только при выполнении некоторых условий, для чего необходимо учитывать ряд факторов.

Установка солнечных панелей: выбираем место

Подбирая оптимальное место для установки солнечных батарей, стоит уделить особое внимание следующим факторам:

Интенсивность инсоляции и затененность. Очевидно, что установленная в тени посторонних объектов солнечная батарея будет малоэффективной для обеспечения электроэнергией всего спектра потребителей, которые имеются в современном доме. При оценке места установки нужно брать в расчет, что тень от объектов перемещается на протяжении светового дня;
Ориентация солнечной батареи относительно сторон света. Максимальный поток лучей нашего немеркнущего светила будет падать на фотоэлементы модуля при ее ориентации лицевой стороной на юг;
Угол наклона. Этот показатель во многом определяет площадь соляризации поверхности модуля - а значит, угол установки солнечной панели во многом определяет количество получаемой энергии. Угол наклона подбирается с учетом географического местонахождения объекта. Специалисты советуют выбирать угол наклона, равный широте, на которой находится дом.
Легкость доступа для обслуживания солнечного модуля. Когда на поверхности фотоэлементов устройства скапливается грязь, листья или снег, его КПД ощутимо снижается. Для возобновления «электросозидательной» способности модуля его фотоэлементы нуждаются в периодической чистке поверхности. Поэтому установка солнечных панелей в труднодоступных участках кровли дома или иных местах должна обеспечивать возможность простого и безопасного доступа без риска для жизни в любое время года.

Монтаж солнечных батарей: кровля или участок?

С учетом вышеперечисленных критериев владельцу частного дома или иного объекта предстоит для себя и исполнителя четко решить, где конкретно предстоит размещать солнечные батареи – на кровле либо же на земельном участке?

Если у Вашего объекта электрификации плоская эксплуатируемая кровля, тогда никаких проблем с выбором места размещения нет вообще. Но если кровля является скатной со значительным углом наклона или имеет иную сложную форму, монтаж солнечных батарей на крыше представляется не самой простой задачей. Кроме того, далеко не все виды кровельных покрытий хорошо соседствуют с фотоэлементами как по эстетическим, так и по технологическим причинам. При этом стоит помнить об обеспечении оптимального угла наклона плоскости фотоэлементов по отношению к горизонту.

Если площадь придомового земельного надела позволяет, можно разместить солнечные батареи для дома на металлических фермах при участке. Их сборка существенно проще, чем монтажные работы на кровле, а риски травм существенно меньше. Кроме того, размещение оборудования на фермах отличается существенно большей гибкостью в плане выбора места в сравнении с кровельной установкой. Как минимум, это проявляется в возможности свободного вращения пластины фотоэлементов вокруг вертикальной оси на все 360° для подбора оптимального угла установки. Кровельный монтаж же подразумевает их размещение вдоль продольной линии самой кровли.

Еще один аргумент в пользу выбора ферменных конструкций в качестве основы размещений модулей – возможность их многоуровневого размещения, что исключает затенение элементов друг другом, что нередко имеет место на протяжении дня при кровельной установке солнечных батарей.

Подключение солнечной батареи «под ключ»

Позиционирование, установка, подключение солнечных батарей или панелей и настойка работоспособности всей системы «под ключ» требуют профессионального подхода. Именно поэтому даже если Вы обладаете поистине «золотыми руками», выполнение этой задачи стоит поручить специалистам (например, монтажным бригадам компании «АССОЛАР»).

Установка солнечных батарей, цена которой в общей смете проекта незначительна, производится нашими специалистами на любых объектах Москвы и Московской области. Воспользовавшись простой и не требующей регистрации формой заказа услуги, Вы станете на шаг ближе к использованию надежной и безопасной технологии электроснабжения Вашего дома. И «Звезда по имени Солнце» будет светить для Вас ярче и продуктивнее, чем для большинства наших соотечественников.

Добавить комментарий

as-solar.ru

Солнечные батареи на крышу: варианты установки, наклон

Разновидности солнечных батарей на крышу частного дома

Достоинства и недостатки

Рекомендации по выбору

Монтаж солнечных батарей

Внедрение инновационных технологий сделало возможным использование альтернативных источников для получения электроэнергии. Сегодня многие склоняются к установке устройств, для которых энергоресурсом выступает энергия солнца.Солнечные батареи на крышу представляют собой комплекс соединенных между собой отдельных фотоэлементов, которые обеспечивают расчетную мощность.

Разновидности солнечных батарей на крышу частного дома ↑

Сегодня более известны модули, в основе которых лежат свойства кремниевых полупроводников.

Наиболее востребованы устройства, работающие на основе поликристаллического элемента. В них наилучшим образом соотносятся количество вырабатываемой электроэнергии и их стоимость. Монтаж подобных систем достаточно прост и не требует особых навыков. Внешне их отличает синяя окраска и кристаллическая структура составляющих элементов.
Монокристаллические панели эффективнее поликристаллических . Однако, при этом нельзя не учитывать важный факт: цена установки солнечных батарей на крыше в этом случае существенно выше. Заполняющие элементы модулей имеют многоугольную форму.
Солнечные батареи на крышу, содержащие аморфный кремний, наименее эффективный вариант, хотя это особо не отражается на востребованности изделий. Это объясняется дешевизной выработанной энергии.

Отметим еще две разновидности гелиомодулей.

Гелиосистема из теллурида кадмия маломощные. Их изготавливают по пленочной технологии: сотни тысяч микрометров полупроводников тончайшим слоем наносятся на пленку.
Еще один тип панелей – гибкие CIGS-батареи, которые эффективны, нежели модули предыдущего вида.

Достоинства и недостатки ↑

Итак, что же дает установка солнечных батарей на крыше дома?

Как правило, прежде всего выделяют следующие достоинства гелиосистем:

довольно продолжительный эксплуатационный срок, причем эксплуатационные характеристики панелей не изменятся;
подобное оборудование редко создает проблемы, можно сказать, что им не требуется сервисное обслуживание;
установка альтернативного источника дает существенную экономию финансов, поскольку уменьшаются расходы на электричество и газ;
модули просты в эксплуатации.

Из недостатков отметим:

высокую стоимость;
гелиопанели менее эффективны, нежели стандартные источники энергии;
при использовании гелиосистем необходима синхронизация энергий, полученных от разных источников: солнечных и традиционных источников. Делается это при помощи добавочного оборудования, что, безусловно, связано с новыми затратами.
эти модули нельзя использовать с электроприборами, для функционирования которых требуются большие мощности.

Монтаж солнечных батарей ↑

Установку панелей выполняют как непосредственно на крышу, так и на несущую конструкцию, специально предназначенную для этих целей.

В первом варианте панели будут размещены под фиксированным углом, что создаст определенные сложности при их эксплуатации, к примеру, в периоды пониженной интенсивности солнца. Таким образом, единственным приемлемым видом панелей останутся только не зависящие от активности солнца.

Чаще при установке используют второй способ, тем более что он применим к любой кровле. Несущая конструкция помимо того, что придает устойчивость к атмосферным воздействиям, к примеру, сильным порывам ветра, дает возможность регуляции угла наклона.

На заметку

Крыша дома может иметь любую конфигурацию, за исключением скатных с уклоном более 40°.

Если наклон крыш для солнечных батарей не превышает 40°, то в этом случае монтаж выполняют либо на рамную конструкцию, либо без нее.
На плоской крышах установку выполняют на наклонную плоскость специального металлического каркаса.
На стене подобные батареи устанавливают очень редко. Как и в предыдущем случае монтаж выполняют на рамной конструкции, обязательно с наклоном.
Гелиосистемы в квартирах обычно устанавливают либо на крыше балкона или лоджии или с наружной стороны.

Полезно

Хотя солнечные батареи на крыше многоквартирного дома по общей стоимости будут дороже индивидуальных, однако сократят расходы по эксплуатации. Не надо забывать, что на крышах высоток отсутствуют затемненности, а, значит, модули на них будут работать с большей производительностью.

Установку на земле выполняют на специальной опорной конструкции, расположенной не ниже полуметра от земли. Это вариант рекомендован, в частности, для регионов с сильными снегопадами.

На какие моменты нужно обратить внимание при монтаже.

Проверьте, в состоянии ли кровля противостоять суммарной нагрузке, образованной от веса рамы и самой панели.
Объекты, которые находятся вблизи, не должны откидывать тень на панели. В противном случае

из-за недостатка энергии солнца понизится КПД оборудования,
в системе ряд панелей из-за тени, падающей на их поверхность, не будут работать,

в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.

Необходимо исключить эффект парусности, чтобы автономная система была защищена от порывов ветра.

Как устроен каркас ↑

Конструкцию фиксируют при помощи металлических угольников размером 5*5 см и 2,5*2,5 см. Последние используются для распорных перекладин.
Крепление выполняют при помощи шести- и восьмимиллиметровых болтов.
Под кровельное покрытие каркас подвешивают, используя 12-миллиметровые шпильки.
В угольниках предварительно просверливают отверстия под шурупы, которыми фиксируют панели.

Внимание!

Каркас не должен иметь перекосов, поскольку в противном случае из-за возникшего на поверхности стекла напряжения оно может просто лопнуть.

В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.

stylekrov.ru

Солнечные батареи своими руками: виды, сборка, установка, схемы

Альтернативные источники энергии, в частности солнечные батареи, привлекают экономической выгодой и неиссякаемостью ресурса. Но готовые изделия и профессиональный монтаж выльются в круглую сумму. А так как солнечные батареи чаще всего используют как дополнительный источник электроэнергии – окупаться вложение будет не один год. Значительно сократить затраты можно, выполнив сборку и установку самостоятельно. Для этого потребуется приобрести составные части конструкции и изучить немного теории.

Содержание статьи

Солнечная батарея – что это и как работает?

Солнечной батареей называют конструкцию из нескольких солнечных элементов, установленных в раму и покрытых прозрачной защитой. Отдельные части соединяются последовательно или параллельно проводниками, образуя единый источник энергии.

Чем большее количество элементов объединяет батарея, тем она мощнее.

Работа устройства осуществляется за счет фотоэлектрического эффекта. При попадании солнечных лучей на фотоэлементы, кванты света вытесняют электроны, которые и образуют электрический ток. Для бесперебойного и равномерного снабжения сети, батареи оснащают аккумуляторами, способными накапливать энергию. Поэтому даже, если солнце скроется за плотными тучами, в дом будет поступать постоянный электрический ток.

Виды солнечных батарей

Фотоэлементы чаще всего изготавливают на основе кремния, в зависимости от способа его обработки выделяют разные виды пластин. Они различаются уровнем КПД (коэффициент полезного действия) – то есть соотношением полезно использованной энергии к полученной системой суммарно. От вида кремния зависит и эффективность конструкции при временном затенении.

Солнечные элементы производят и из другого сырья: теллурида кадмия, селенида меди-индия, полимеров. Их КПД от 5 до 20%, однако стоимость батарей из этих материалов намного выше, поэтому они пока не получили большого распространения.

Монокристаллические

Пластины этого вида изготовлены из чистого кремния. Кристаллы однородные и однонаправленные, после затвердевания их разрезают на тонкие пластины. КПД монокристаллической батареи при солнечной погоде достигает 17 – 20%, но при облачности ее производительность резко сокращается.

Конструкции устойчивы к влаге. Требуют регулярного очищения от пыли. Имеют сравнительно небольшие размеры и высокую мощность. При этом самые дорогостоящие. Внешне пластины из монокристаллов – черные с однородной структурой.

Поликристаллические

Фотоэлементы поликристаллической вида также производят из кремния, но по более простой и дешевой технологии. После нагревания до жидкого состояния, сырье медленно охлаждают, при этом образуются различные по форме кристаллы разной направленности. КПД не более 12 – 18%, это ниже чем у монокристаллов. Но важное преимущество этого вида пластин в том, что при облачности эффективность снижается незначительно.

Кристаллы разной формы в структуре элементов заметны при внимательном рассмотрении. Пластины имеют насыщенный синий цвет. Эти изделия стоят немного дешевле, подходят для установки на жилых домах, в качестве дополнительного источника электрической или тепловой энергии.

Аморфные

Пленочные кремниевые батареи производят не из кристаллов, а из силана или кремневодорода. Такая батарея эластична и может принимать любую форму. Производные кремния наносят тонким слоем на гибкую подложку.

КПД аморфных батарей значительно ниже первых двух видов и составляет всего 5 – 6%, но при этом пленочные источники энергии отличаются хорошей производительностью при облачности.

Этот вид солнечных батарей самый дешевый, и простой в монтаже. К тому же не требователен к очистке и может производить работу даже под слоем пыли.

При выборе вида солнечных батарей, необходимо ориентироваться на показатель КПД, срок службы и стоимость конструкций. Если нужна максимальная производительность и компактность, лучше выбрать монокристаллическую. Оптимальный по цене и эффективности вариант для частного дома – поликристаллическая. Аморфная, хоть и самая дешевая, но для хорошей мощности необходимо приобрести большой по площади фрагмент.

Срок службы кристаллических батарей без потери эффективности – 25 лет, а общий период эксплуатации может достигать 50 лет, аморфные лишаются до 40% мощности уже спустя 2 – 3 года использования.

Преимущества и недостатки

Покупка и монтаж солнечных батарей – это крупное единовременное вложение средств, но оно оправдает себя через несколько лет (минимум – 2 года, максимум – 6), и дальнейшая эксплуатация будет абсолютно бесплатной. И это далеко не единственное достоинство конструкций.

Плюсы солнечных батарей, характерные для всех их видов:

Общедоступность – использование солнечной энергии возможно в любой точке планеты;
Экологичность – батареи не загрязняют окружающую среду вредными отходами;
Надежность – конструкции очень редко выходят из строя, так как не имеют движущихся частей, батареи не зависят от технических неполадок поставщиков энергии;
Бесшумность – при работе, конструкция вообще не издает шумов;
Вариативность мощности – за счет изменения количества модулей, объединенных в одну цепь, можно регулировать общую производительность.

Важно обратить внимание и на минусы альтернативного источника энергии, чтобы не потратить средства нерационально. Не всегда солнечные батареи могут быть эффективны, к тому же они практически не способны полностью заменить традиционную электрическую сеть.

Производительность устройства зависима от климатических условий. В южных широтах батареи более продуктивны, в средних и северных – эффективность изменяется в соответствии со временем года. На этот показатель влияет и слой пыли. Регулярно его нужно удалять с лицевой поверхности, что может быть затруднено расположением конструкций и их большими размерами.

КПД всех видов солнечных батарей снижается с течением времени, поэтому рано или поздно придется заменять конструкции. При этом до сих пор остается нерешенным вопрос утилизации, выбрасывать приборы с бытовыми отходами запрещено, так как солнечные элементы и аккумуляторы содержат токсичные вещества.

Эффективность

Производительность солнечных батарей на территории России неравномерна. Если сравнивать способность этих устройств обеспечивать частный дом горячей водой, то в южных регионах можно использовать солнечную энергию в качестве единственного источника на протяжении всего года, в средних и северных – только летом, а зимой сочетать с другими видами энергии.

Один квадратный метр кристаллической солнечной батареи способен выработать в среднем до 120 Вт мощности. Она может обеспечить работу маломощного бытового прибора или нескольких лампочек, но, например, для компьютера этого недостаточно.

Эффективность зависит от многих факторов: вида устройства и его КПД, географического положения и угла наклона модуля.

Для полноценного обогрева дома площадью 100 кв.м. в средней полосе России, потребуется разместить на крыше не менее 30 кв.м. солнечных модулей. Это вложение полностью окупится примерно через 3 года использования. При сочетании с другими источниками отопления, срок, за который покупка себя оправдает, увеличится еще на 1 – 2 года. При длительности эксплуатации от 20 и более лет, установка солнечных батарей – однозначно, выгодное вложение.

Изготовление батареи своими руками

Самое сложное при сборке солнечной батареи – приобретение фотоэлементов. Новые стоят очень дорого, чтобы сократить расходы, можно купить через интернет элементы с незначительными повреждениями. Небольшие сколы не повлияют на производительность пластин. Лучше выбирать элементы с уже припаянными проводниками. Оптимальное количество фотоэлементов для одной батареи – 36 штук. Все части для одного солнечного модуля должны иметь одинаковые размеры.

Новые пластины иногда обливают воском, так как они очень хрупкие и тонкие. Перед сборкой их нужно освободить от покрытия под горячей водой.

Конструкция солнечной батареи состоит из короба, фотоэлементов, соединенных проводниками и защитного покрытия.

Подготовка короба

Каркас для батареи можно собрать из деревянных реек и листа ДВП. Предварительно нужно рассчитать длину и ширину короба, чтобы вместились все солнечные элементы. На нижней части реек нужно сделать отверстия для вентиляции и выхода жидкости.

Для защиты от порчи, грибка и влаги короб нужно окрасить с двух сторон.

Установка солнечных элементов

После снятия слоя воска и тщательной сушки фотоэлементов, можно приступить к их сборке. Для этого их нужно разложить лицевой стороной вниз и последовательно соединить проводниками, фиксируя паяльником. Между пластинами рекомендуется оставлять расстояние в несколько миллиметров.

На центр каждого элемента с обратной стороны нужно нанести каплю силиконового герметика, перевернуть цепочку и приклеить на подложку. Не желательно распределять клей по периметру пластины, так как во время эксплуатации она может расширяться и сжиматься, а плотная фиксация может стать причиной поломки элемента. Подложку нужно уложить в короб и закрепить саморезами. Установить диоды для предотвращения разрядки аккумулятора в ночное время. Вывести провод через одно из вентиляционных отверстий в каркасе.

После полного высыхания герметика можно установить защитный щит из прозрачного пластика или стекла. Закрепить верхнее покрытие лучше после проверки качества работы батареи.

Монтаж батареи своими руками

Устанавливать устройства можно на крышу или землю. Для второго способа потребуется изготовить металлические каркасы, которые будут удерживать батарею под нужным углом.

Выбранное место должно быть хорошо освещено солнцем. Ориентировать устройство нужно на южную сторону. Оптимальный угол наклона конструкции должен быть равен географической широте, в которой она находится. Так батарея получит максимальное количество света.

Место установки солнечной батареи должно быть доступным для чистки лицевой поверхности от пыли и снега, корректировки угла наклона и ремонта, в случае поломки.

Фиксировать модули на крыше нужно на рейки, на земле – на металлические фермы. После установки батарея должна находиться в неподвижном состоянии.

Предлагаем Вам прочитать про самостоятельное строительство ветрогенератора, который так же является альтернативным источником энергии.

Далее устройство нужно подключить к аккумуляторам, инверторам и контроллерам. А затем и к электросети дома. Подробное описание работ по подготовке батареи, установке и подключении представлено на видео.

Установка солнечных батарей позволит снизить расходы на электроэнергию и отопление. А если произвести все работы по сборке и монтажу своими руками, можно минимизировать стоимость модулей и сократить период их окупаемости.

Солнечные батареи на крышу дома: установка и монтаж панелей

Солнечная батарея – это фотоэлектрический генератор постоянного тока, он преобразует солнечную энергию в электрическую. В его состав входят специальные фотоэлементы, все они располагаются на специальном каркасе, непроводящим электричество. С помощью такой конфигурации возможно конструировать солнечные батареи на крыше для разных нужд, а если из строя выйдет один фотоэлемент, его легко заменить.

Виды солнечных панелей

Солнечные батареи активно используются для отопления дачных и загородных домов. Такие устройства образуют электрическую энергию в ток при прямом попадании солнечных лучей на поверхность и выводятся из панели. Одна пластина площадью 1 квадратный метр может обеспечить энергией устройство мощностью в 250 Вт, поэтому, чтобы максимально улучшить принцип работы, их устанавливают ближе друг к другу. Нередко сооружают целую крышу в виде солнечных батарей. Ток, образованный в результате фотосинтеза, посредством распределителя попадает в аккумуляторы и затем в инвертер электросети.

Важно: От объема аккумуляторов солнечных батарей напрямую зависит продолжительность их дневной работы. Аккумуляторы подзаряжаются в течение дня, пока используется накопленная энергия за предыдущий день.

Большого внимания заслуживают солнечные панели на скатную крышу, в основе которых состоят кремниевые полупроводники:

Рекомендуем к прочтению:

Монокристаллические панели. Они гораздо эффективнее предыдущих моделей, но их стоимость в разы превышает цену за предыдущий вариант. Их пластины состоят из чистого кремния. Кристаллы внутри конструкции однородные и направлены в одну сторону. После того, как они затвердевают, их режут на тонкие пластины. КПД такой батареи, если погода солнечная, способен достичь 20 процентов. Хотя с наступлением осадков активность батареи снижается. Конструкция устойчива к влаге, но требует регулярной очистки от пыли. Она обладает сравнительно небольшими размерами и высокой мощностью. Внешние пластины из монокристаллов имеют черный цвет и однородную структуру.
Поликристаллические панели. Здесь наблюдается отличное соотношение количества вырабатываемой энергии и их стоимости. Монтаж солнечных батарей на скатной крыше не требует больших затрат и специальных навыков. В состав таких панелей входит кремний, хотя технология их производства более простая. Уровень КПД у таких солнечных батарей составляет не больше 18 процентов, но при облачности их эффективность не снижается. Пластины синего насыщенного цвета можно устанавливать в частных домах как дополнительный источник электроэнергии.
Батареи с аморфным кремнием. В их состав входят не кристаллы, а силан и кремневодород. Они эластичны и могут принимать любую форму. Уровень КПД таких батарей составляет всего 6 процентов, хотя во время облачности такие источники энергии и тепла отличаются хорошей производительностью.

При выборе солнечной панели важно обращать внимание на уровень КПД, срок эксплуатации и стоимость. Если вы ищете конструкции с максимальной производительностью и компактностью, выбирайте монокристаллический вариант. Хотя оптимальным вариантом по соотношению цены и качества послужит поликристаллическая модель. Если говорить об аморфной конструкции, для получения хорошей мощности вам потребуется достаточно большой по площади фрагмент.

Важно: Кристаллические батареи способны прослужить до 25 лет, общий срок службы составляет 50 лет. Аморфные конструкции лишаются до сорока процентов мощности уже через три года эксплуатации.

Процесс монтажа солнечных батарей

Эффективность работы солнечных батарей напрямую зависит от правильности их установки. Поэтому перед началом установки солнечных батарей на скатную крышу необходимо:

осуществить проверку прочности поверхности крыши, возможность доступа к батареям;
месторасположение солнечных батарей не должно загораживаться;
лучше всего, если каждая плоскость будет устремлена в сторону юга.

Существует несколько способов сборки солнечных батарей. Для достижения наивысшего КПД можно комбинировать сразу несколько систем:

Рекомендуем к прочтению:

Поворотный механизм. Такая конструкция самая лучшая благодаря наличию встроенного электрического двигателя, способного менять наклон и поворот, можно непрерывно отслеживать положение солнца и получать от него максимум энергии.
Рамная конструкция. Этот тип монтажа солнечных батарей считается самым распространенным, так как подходит для большинства современных крыш.
Установка без подложки. Если скат вашей кровли приближен к сорока градусам, такой способ монтажа будет самым актуальным. В данном случае возможно заменить обычную кровлю солнечными батареями.

Монтаж солнечных батарей при помощи рамной конструкции

Этот тип самый приемлемый для многих пользователей. Для монтажа такой конструкции необходимо:

Рассчитать, выдержит ли крыша вес оборудования.
Рекомендуется усилить стропила в местах установки солнечной батареи.
Если вы планируете крепление нескольких батарей, для этого вам необходимо приобрести угловой профиль, имеющий размер 25×25. Если планируется монтаж на крышу дома более десяти квадратных метров, тогда для основания подойдет металлический уголок, размером 50×50.
Желательно, чтобы общий каркас был сварным, он более устойчив к порывам ветра. Или можно соединить детали при помощи болтов 6 и 8 мм.
Если ваш дом расположен в безветренной местности, для монтажа конструкции можно использовать алюминиевый профиль, несмотря на высокую стоимость такого профиля, его малый вес не будет создавать сильной нагрузки на крышу.
Важно, чтобы скос был регулируемым. Для этого детали должны подвижно соединяться в нижней части.
Для закрепления основы к кровельным балкам используется шпилька, ее диаметр должен составлять 12 мм. Место крепления можно усилить посредством шайб и подкладок.
После процедуры крепления каркаса следует подключить устройство к аккумуляторам, инверторам, контроллерам и к электросети дома.

Важно: Если вы устанавливаете панели в несколько рядов, проследите за тем, чтобы передний ряд не затемнял последующие.

Солнечную панель можно использовать в доме, который на многие километры удален от электросетей. Автономная электрическая система намного выгоднее электроэнергии, так как за покупку и монтаж оборудования вы заплатите всего лишь раз, а пользоваться бесплатным электричеством сможете на протяжении многих лет.

build-experts.ru

Монтаж и установка солнечных батарей на крышу

Написано 3 января 2018от generator-prosto.

Содержание:

Что же на самом деле представляет оборудование

Смотрим видео, о данном виде оборудования: