В связи с постоянным повышением тарифов на энергоносители и стимуляцией зеленой энергетики в ряде государств, обычным людям стал актуальным вопрос организации собственной солнечной электростанции. Для этого многие владельцы частных территорий и квартир устанавливают солнечные батареи для дома. Однако не все автономные источники энергии дают ожидаемый результат, а некоторые вообще не функционируют. Поэтому мы рассмотрим главные нюансы использования солнечных батарей и детальный алгоритм установки.
Что следует учесть на этапе проектирования солнечных панелей?
Прежде чем установить автономную электростанцию, необходимо выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и необходимое оборудование. Если вы планируете использовать домашнюю электростанцию для генерации электричества номиналом 220 В, то вам понадобятся следующие компоненты:
1. Фотоэлектрический преобразователь – он позволяет превращать солнечное излучение в электрическую энергию при помощи химической реакции. Его мощность измеряется на единичную площадь (1м2) и зависит от производительности и типа. Количество преобразователей выбирается исходя из потребностей и планируемых объемов энергии.
2. Аккумуляторная батарея – она накапливает электрический заряд, полученный от солнечной батареи, чтобы питать устройства в темное время суток. Поэтому емкость батареи выбирается с запасом, учитывая, что в пасмурную погоду происходит заряд значительно медленнее.
3. Контроллер заряда – он распределяет электроэнергию, полученную от солнечных батарей, на аккумуляторы. Когда они достигают своего предела, избыток энергии передается во внешнюю сеть. В случае отсутствия такой системы, электрическая мощность, идущая на аккумуляторы, снижается до минимума.
4. Инвертор – он преобразует постоянное электрическое напряжение, полученное от фотоэлектрического преобразователя, в переменное, которое используется в бытовых сетях. Инверторы также позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электроэнергии, полученной от домашней электростанции.
5. Соединительные провода – они передают электрическую энергию по всей солнечной установке. В зависимости от места установки, требования к проводам различны. Например, провода, прокладываемые на открытом воздухе, должны быть устойчивыми к внешним факторам.
Несмотря на важность каждого компонента домашней энергетической системы, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого зависит и производительность, и качество работы всей системы.
Виды солнечных батарей
Сейчас солнечные батареи являются одним из самых популярных источников электроэнергии. Рынок предлагает несколько типов солнечных батарей, каждый из которых имеет свои характеристики.
Первый тип - солнечные батареи с поликристаллическим модулем. Они отличаются стабильными показателями генерации энергии вне зависимости от интенсивности солнечных лучей. КПД таких панелей составляет от 9 до 18% и не изменяется со временем. Однако у них есть недостаток - относительно небольшой срок службы, порядка 10 лет.
Второй тип - солнечные батареи с монокристаллическим модулем. У таких панелей эффективность генерации энергии зависит от интенсивности солнечного света и погодных условий. КПД автономных электроснабжений, использующих монокристаллические модули, составляет от 12 до 25%. Однако с течением времени мощность этих панелей падает. Они обладают более длительным сроком службы - порядка 25 лет.
Третий тип - солнечные батареи с аморфными кристаллами. Они используются в гибких пластинах и имеют низкую эффективность - около 6%. Однако с течением времени их максимальная мощность может снижаться на 20-40%. Срок службы таких батарей составляет около 5 лет.
Где устанавливать солнечные панели?
При выборе места и способа установки солнечных батарей необходимо учитывать оптимальные условия для генерации электрического тока. Панели не должны быть затенены близлежащими постройками и деревьями. Также важно установить их так, чтобы солнечные лучи падали перпендикулярно на фотоэлектрический преобразователь.
Наиболее распространенные места для установки солнечных батарей - это крыши зданий, отдельные опоры, стены, лоджии или балконы. В зависимости от угла наклона крыши, батареи могут располагаться непосредственно на нее или на специальной конструкции. Важно выбрать подходящий угол наклона, который обеспечит оптимальное получение электричества.
Также стоит учесть вес солнечной батареи и ее конструкции. При установке на крышу или на землю необходимо учитывать прочность основания и обеспечить достаточный дополнительный упор для батареи.
Необходимо помнить, что наличие пыли, снега, листьев или насекомых на поверхности батареи может значительно снизить ее эффективность. Поэтому место установки должно обеспечивать возможность регулярного ухода и технического обслуживания панелей.
Процесс установки каркасной системы на крыше.
· Сначала необходимо установить скобы или опоры для крыши. При выборе скоб следует учитывать тип крыши - металлическую или черепичную.
· Затем проводится установка реек на скобы или опоры. Рейки имеют особую форму, обеспечивающую равномерное распределение нагрузки. Поверхность реек имеет рифлёный рисунок, а специальные гайки повышают трение и предотвращают скольжение элементов креплений.
· После этого модули солнечных батарей размещаются на рейках и закрепляются с помощью специальных зажимов. Использование такой системы крепления позволяет минимизировать затраты времени и усилий при монтаже.
Батареи со слежением за солнцем
Для увеличения выработки энергии солнечными батареями необходимо следить за положением Солнца в течение дня. Важно, чтобы солнечная батарея поворачивалась с востока на запад таким образом, чтобы угол падения солнечных лучей был максимально близок к 90 градусам. Для этого требуется поворачивать солнечную батарею по двум осям - восток-запад и относительно горизонтали. Хотя существуют трекеры с двумя осями слежения, добавление еще одной оси обычно не приносит значительного увеличения выработки энергии, а только удорожает систему. Поэтому по оси восток-запад обычно применяют автоматические трекеры, а по вертикальной оси наклон регулируется вручную 2-4 раза в год.
Трекеры нового поколения, использующие данные со спутников GPS для определения положения Солнца, помогают уменьшить ошибку определения положения. Благодаря этому сокращается электроэнергия, требуемая системой для самонаведения на солнце.
Конечно, самые рациональные решения могут быть приняты, если солнечные панели устанавливаются на бетонном основании и металлическом столбе.
Вывод
Установка солнечных панелей и получение электричества дома являются передовыми и экологически дружественными решениями в сфере энергетики. Эта технология предлагает широкий спектр преимуществ для индивидуальных домовладельцев, включая сокращение энергозатрат и более независимый источник электроэнергии.
Установка солнечных панелей требует некоторых финансовых вложений, однако они окупаются в будущем благодаря снижению расходов на электроэнергию и даже возможности продажи избыточной энергии обратно в сеть. Кроме того, солнечные панели требуют минимального обслуживания и имеют длительный срок службы, что позволяет домовладельцам воспользоваться долгосрочными выгодами этой системы.
Установка солнечных панелей является вкладом в более чистую окружающую среду и принимает активное участие в борьбе с климатическими изменениями.
