22.08.2019

Установка солнечных батарей, нюансы работы и правила монтажа

Принцип преобразования света в электроэнергию был открыт еще в середине XIX века. С тех пор ученые значительно продвинулись: солнечная энергия используется в портативной электронике, электромобилях, космосе и авиации.

uaEnergy

260

0

Установка солнечных батарей, нюансы работы и правила монтажа

Даже медики не оставили гелиоэнергию без внимания: существует технология микроскопических солнечных батарей, вживляемых под кожу, чтобы обеспечить бесперебойную работу кардиостимуляторов. 

Еще одно глобальное направление в использовании солнечного излучения - обеспечение частных жилых зданий электроэнергией. Установка солнечных батарей все шире внедряется в строительство и теперь доступна каждому.

Зачем вам домашняя электростанция

Установить солнечные батареи для дома довольно дорого. Однако статистика показывает: жителей Украины это не останавливает.

Всего за три первых месяца 2019 года солнечные электростанции приобрели и установили своими руками 1 400 частных домов. Общее количество домашних электростанций в Украине приближается к 9 000. Их общая мощность составляет 190 МВт, 21,5 кВт для каждой  семьи. Наиболее активны в установке таких систем регионы, где инициативу использования солнечной энергии поддерживают дотациями и компенсациями: Днепропетровская, Киевская, Тернопольская, Ивано-Франковская и Кировоградская области. 

Установить солнечные батареи означает не только последующую экономию семейного бюджета. Энергия солнца практически неисчерпаема (ученые предсказывают смерть звезды только через пять с половиной миллиардов лет), а полученная в результате энергия экологически чистая и не приводит к выбросу парниковых газов. 

Несмотря на то, что конструкция частной системы получения электроэнергии с помощью солнца может казаться необоснованно дорогой, громоздкой и сложной, достаточно следовать инструкции и учитывать все особенности использования альтернативного источника энергии.

Установка солнечных батарей своими руками потребует:

  1. внимательно изучить принцип работы системы;
  2. выбрать оборудование в соответствии с его задачами для вашей системы. Как правило, элементы схемы таковы:
  • сама конструкция солнечных модулей - ловит и преобразует свет солнца в электроэнергию;
  • контроллер - контролирует качество заряда АКБ;
  • накопительные аккумуляторы энергии;
  • инвертор - переводит полученный заряд в необходимые 220 Вольт.

Батареи солнечной электростанции не питают электроприборы напрямую, они обеспечивают заряд рабочих аккумуляторов схемы. Те в свою очередь и получают, и накапливают, и передают энергию потребителям;

  1. провести монтаж солнечных панелей и сопутствующих элементов;
  2. подключить схему и запустить вашу частную электростанцию на альтернативном источнике энергии.

Обязательно предварительно проверьте работоспособность системы и эксплуатируйте ее грамотно.

Что учесть перед установкой солнечных панелей

Перед тем, как приобрести оборудование электростанции и устанавливать ее своими руками или с помощью специалистов, требуется учесть множество нюансов. Они касаются и положения, и окружения системы, и расходов. Правильный монтаж солнечных батарей позволит системе работать бесперебойно и окупить затраты сторицей. 

Окружающая среда / тень

Источник энергии для частной электростанции - излучение солнца. Логично, что его должно быть достаточно. Дом, расположенный в тени деревьев или других частных построек, получит меньшую мощность электроэнергии, чем размещенный под прямыми солнечными лучами.

Обратите внимание на тип панелей, которые приобретаете:

  • поликристаллические в тени только сокращают выход энергии;
  • монокристаллические в тени полностью остановят производство энергии.

Перед тем, как установить солнечные батареи, проверьте, затеняется ли поверхность, где они будут размещаться, особенно в период с 10 до 14 часов. 

Электроэнергия будет производиться тем эффективнее, чем дольше панели находятся под прямым солнечным светом. 

Если одна часть крыши затемнена, а другая - нет, рекомендуется подключать их к разным трекерам.

Угол наклона конструкции

Чаще всего встречается крепление солнечных панелей на крыше. Работа модульных элементов системы здесь не так часто зависит от тени, однако тоже имеет особенности.

Конструкция не должна находиться под углом меньше 40 градусов. Слишком острый угол приема солнечной энергии обладает низкой эффективностью: хозяева собственными руками могут испортить работу системы.

Чтобы компенсировать угол наклона при необходимости конструкцию устанавливают на каркас или демонтируют часть крыши.

Лучший угол наклона - 90 градусов. Достичь его довольно сложно, но следует стремиться к такому среднему показателю.

Ориентация конструкции

Фотоэлементы системы должны получать максимум потока солнечных лучей. Именно поэтому необходимо разместить конструкцию по солнцу. В северном полушарии лицевая панель должна «смотреть» на юг, в южном - на север.

Инсоляция

Инсоляция - это поток солнечного излучения на поверхность земли. Для каждой местности уровень инсоляции будет разниться с учетом сезонности. Мера инсоляции покажет объем доступного солнечного света для частного дома и будет ли его достаточно для выработки электроэнергии.

Чем выше инсоляция, тем больше энергии дадут на выходе модульные элементы конструкции, они могут быть меньшими по размеру. Если инсоляция низкая, потребуется больше элементов большего размера.

Вручную вычислить инсоляцию можно с помощью определенного алгоритма, существуют и компьютерной программы. 

Зона покрытия и необходимое количество энергии

Размеры конструкции частной электростанции на солнечном источнике энергии никак не зависят от размеров самого дома. Здесь главное - учитывать инсоляцию и нужный вам объем энергии.

Насколько большой должна быть система, подскажет счет за электроэнергию и количество потребляемых домом киловатт за сутки.

Лучше всего с расчетом справится специалист. Исходя из ежемесячного потребления энергии, инсоляции, солнечных пиков и особенностей элементов системы, он подсчитает, сколько квадратных метров панелей потребуется. С подсчетом вручную высока вероятность ошибки и неэффективной установки конструкции.

Расчет веса

Установка солнечных панелей на крыше должна учитывать вес самой конструкции. Немецкие ученые уже разрабатывают солнечные батареи из текстиля, однако сейчас в ходу куда более тяжелые элементы (вес может превышать 100 килограмм). Они способны увеличить давление на стропила крыши и саму ее конструкцию. Важно помнить о весе обслуживающих устройств, электрощитков и даже проводов, чтобы крыша могла их выдержать. 

Расходы

По сравнению с серединой XX века стоимость системы частной электростанции упала в сто раз (с 300 долларов за ватт до 3-5 долларов). Несмотря на такой скачок общие расходы по приобретению и установке конструкции могут составлять до 40 000 долларов. Установка солнечной батареи своими руками обойдется несколько дешевле.

Рассчитывать стоимость и руководить затратами следует исходя из необходимой мощности, которую также можно дополнять работой стандартной электросети.

Доступные уход и обслуживание конструкции

Элементы системы после грамотной установки неподвижны. Они не требуют значительного ухода, однако панели должны быть чистыми, чтобы ничто не мешало потоку света. Это позволит системе работать эффективнее.

Убедитесь, что имеете доступ к конструкции и возможность регулярно очищать ее от снега или пыли.

Обратите внимание на вентиляцию. Либо оставляйте зазоры между панелями, либо используйте ондулин или шифер, благодаря их структуре вентиляция поверхности батарей будет естественной.

Срок работы элементов системы разнится:

  • солнечные панели - до 50 лет;
  • контроллер и инвертор - до 20 лет;
  • аккумуляторы - до 10 лет.

Не все производители принимают отслужившие элементы для утилизации, но вторичный рынок открыт для купли-продажи.

Установка солнечных батарей на крышу: этапы монтажа

Не каждый хозяин частного дома решится устанавливать солнечную электростанцию своими руками. Источник сомнений - возможные ошибки при монтаже и затраты времени. Чтобы все элементы работали слаженно и эффективно, потребуется большая внимательность и знание основ работы с электроэнергией.

Безусловно, специалисты установят систему гораздо быстрее, а в случае неполадок гарантируют ремонт, однако их работа стоит недешево, что все чаще заставляет хозяев устанавливать конструкцию самостоятельно. 

Прежде всего с учетом ранее оговоренных нюансов следует выбрать место для размещения солнечных панелей системы. В настоящее время рабочими считаются несколько вариантов.

Виды креплений 

  • На крыше частного дома (угол ската не более 40 градусов). Если угол выше, создается конструкция из профилей, поддерживающих систему панелей под нужным наклоном;
  • на плоской крыше потребуется также установить каркасную конструкцию, чтобы солнечные панели находились под углом от крыши;
  • на стене солнечные батареи устанавливаются не часто, но при совпадении необходимых характеристик это возможно сделать с помощью надежного профиля из рам;
  • на опоре, расположенной на земле. Как правило, такое крепление для солнечных панелей своими руками ставят в снежных регионах, где классическое расположение на крыше не подходит;
  • на балконах многоквартирного дома также можно установить панели для мини-электростанции. Обычно они крепятся на козырьке. 

Обратите внимание! Для рамочных конструкций используются уголки и профили только металлические. Конструкции из дерева быстрее потеряют прочность, могут просесть или подгнить. Сечение металлических профилей конструкции должно зависеть от площади и веса панелей.

Все профили и панели должны быть закреплены максимально прочно и не двигаться!

Особенности электрики

Система работает следующим образом: от солнечных панелей через контроллер и аккумуляторы энергия переводится в инвертор, откуда поступает к электрическим приборам.

Запрещено подключать инвертор напрямую к контроллеру.

Правильно соединить между собой элементы системы очень важно. В зависимости от выходного напряжения солнечных панелей и мощностей контроллера и аккумуляторов используются несколько видов подключений: параллельная схема (плюс к минусу), последовательная (плюс к плюсу, минус к минусу) и смешанная. 

Рекомендуется между всеми элементами системы (контроллером, аккумуляторами и инвертором) установить предохранители. При возможном коротком замыкании именно они защитят всю систему. 

Создайте систему вентиляции для аккумуляторного отсека.

Соблюдайте полярность и подключайте штекеры в нужные разъемы. 

Ошибки при подключении солнечной электростанции вручную

Чувствительные полупроводниковые элементы, из которых созданы фотоэлектрические модули, требуют бережного к себе отношения. Собственноручно собрать работающую и эффективную частную электростанцию на солнечном источнике энергии может только очень внимательный мастер. 

Установку конструкции лучше провести в паре или командой. Тяжелая панель рискует выскользнуть из рук, а один удар или падение снизят показатели мощности.

Один неправильно присоединенный кабель приведет к поломке или возгоранию, гарантия в таком случае не предусмотрена.

Ни в коем случае не используйте материалы для каркаса низкого качества. Каркас должен выдержать ветер и первые последствия снегопадов, быть прочным и устойчивым. Не используйте черные металлы, чтобы не возникало потеков на кровле.

Расчеты расположения элементов системы вручную, «на глаз», также снижают ее мощность. Доверьте рассчитать показатели инсоляции и идеальный угол наклона панели экспертам. Это увеличит выработку электроэнергии и усилит окупаемость.

Еще пять распространенных ошибок:

  • модули на крыше крепятся не к несущим балкам, а к продольным, в итоге солнечная батарея может оторваться;
  • отсутствие вентиляционных зазоров приводит к уменьшению выработки электроэнергии;
  • резьбовые контакты для соединения элементов наружной части системы неэффективны, как и скрутки медь-алюминий. Они окисляются и контакт пропадает, вследствие чего вырабатывается меньше энергии;
  • использование стандартной изоляции;
  • отказ в использовании графитной смазки силовых контактов.

Не забывайте о должном программировании аппаратуры и правильном введении в эксплуатацию аккумуляторной банки. Все показатели системы должны выполнять свои функции полностью.

Видео по установке солнечных батарей

В данном видео можно посмотреть как установить солнечную батарею в частном доме. Лучше сразу понять возможноые сложности и нюансы при монтаже и установке, чем потом все переделывать.

Выводы

Солнце как альтернативный источник энергии становится доступным для частных домов многих жителей Украины. Стоимость оборудования и установки высока, однако окупается в течение нескольких лет. Выработанной электроэнергии хватает не только на нужды самих домохозяйств с такой электростанцией, но и для продажи государству.

Установка конструкций - не только затратное, но и кропотливое дело. Однако при должном внимании к деталям возможно создать каркас для панелей и подключить электрику собственными руками.

Для максимума энергоэффективности важны не только схемы подключения и создание должной изоляции и вентиляции, но и само расположение панелей, уровень солнечного излучения, вес панелей и возможность их качественно обслуживать.

Комментарии 0

Написать комментарий