В 21 веке очень популярны коттеджи и дачи. Нам нравится жить за городом, но для этого требуется электроэнергия. На замену линиям электропередач, трансформаторным будкам пришли универсальные источники электроэнергии — собственные солнечные электростанции (СЭС). О них стоит задуматься, если дом находится далеко от линий электропередач, или ближайшая подстанция не может обеспечить всех электроэнергией. В данной статье мы расскажем, какую солнечную станцию лучше приобрести, как происходит генерация электроэнергии, и насколько это будет выгодно.
Из чего состоит солнечная электростанция для дома?
Сердцем фотоэлектрической солнечной энергетической системы — солнечная батарея. Этот массив, состоящий из нескольких панелей (по отдельности размером примерно 1 на 1,5 метра), поглощает энергию определенного диапазона доступного солнечного света и преобразует эту энергию в электрическую энергию.
Массив монтируется на раме, что позволяет надежно закреплять панели с минимальным вмешательством в гидроизоляцию и структуру крыши. Самое главное, что он обеспечивает правильный угол и высоту для массива, чтобы получить и преобразовать максимальное количество доступного солнечного света.
От панелей к инвертору идет кабель. Инвертор преобразует электрическую энергию постоянного тока, которая поступает от солнечных панелей, в переменный ток. Он используется для питания бытовых приборов.
Второй кабель соединяет инвертор с распределительным щитом дома, в свою очередь, подключается к основной электросети. Это создает непрерывную и динамичную систему подачи энергии в дом.
Информационный экран на блоке управления (контроллере) отображает общую производительность энергии, напряжение источника и мгновенную мощность. Эти цифры будут колебаться в зависимости от времени года, облачности и температуры, и позволяют вести учет производительности системы.
Комплект солнечной электростанции
Комплект солнечной электростанции стоит из:
- Солнечные панели (модули) — один из ключевых компонентов, к их выбору стоит подойти ответственно. Они бывают разной номинальной мощностью 100,150, 200, 250, 300 Ватт. От этого будет зависеть максимальная мощность всей системы СЭС.
- Контроллер заряда является связующим между солнечными панелями и аккумуляторами, способствует защите от перезаряда аккумулятора. Его использование может вывести из строя аккумулятор. Контроллеры делятся на два типа: MPPT (Maximum Power Point Tracking) и ШИМ (Широтно-импульсная модуляция), единственное их различие это цена.
- Аккумуляторы (АКБ) позволяют сохранять электрическую энергию, выработанную на домашней СЭС. Они должны быть подобраны в соответствии с потребностями системы. При выборе аккумулятора, следует учитывать факторы: потребление энергии за сутки, максимальная мощность, ёмкость аккумуляторов и их тип. К примеру для системы в 12В и солнечных батареи 4шт. по 250Вт , необходимо будет установить аккумуляторы по 100-130 А.ч. в количестве 4 шт. Рекомендуется обратиться к профессионалам для расчета и установки системы хранения энергии для солнечной электростанции.
- Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. Без него у вас будет только постоянное напряжение 12В. К рассмотренной выше системе подойдёт инвертор с такими характеристиками номинальной мощностью от 1,5 до 3,0 кВт, на напряжение 12В
Самостоятельная разработка собственной солнечной электростанции (СЭС) для дома и дачи может быть неэффективна, лучше довериться профессионалам. Они смогут подобрать оптимальные для вас комплектующие в соответствии с желаниями и возможностями.
Покупка солнечной электростанции. Как выбрать?
Перед покупкой солнечной электростанции необходимо определиться с задачей, которую она будет выполнять. Это очень важно, поскольку каждый тип солнечных электростанций выполняет свою определенную работу. Для того что бы было легче разобраться в данном вопросе и сделать свой выбор, приведем все разновидности домашних солнечных электростанций.
Существует 4 типа солнечных электростанций, которые можно выбрать
- Автономные
- Соединённые с сетью (безаккумуляторные)
- Соединённые с аккумуляторами (гибридные)
- Портативные
Примеры распространенных задач, которые возлагают на данные типы электростанций:
- экономия на счетах за электроэнергию.
- организация электроснабжения, там, где нет электричества.
- защита от отключений электричества.
Рассмотрим их преимущество и недостатки.
Преимущества
- сокращение счетов за электроэнергию
- забота об окружающем мире
- экономия
- независимость от сети
Недостатки
- первоначальные расходы
- зависимость от погоды
Автономные солнечные электростанции
Автономные солнечные электростанции используют вдали от линий электропередач и позволяет пользоваться электроэнергией независимо от внешних электросетей. Состав комплекта: солнечный модуль, контроллер, аккумулятор, инвертор. Возможны разные варианты настройки работы системы. Популярный вариант: аккумулятор накапливает весь заряд, а остатки электроэнергии поступают к инвертору напряжения. Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и подает его в энергосистему дома. Другой вариант: система направляет всю энергию в дом на потребителя, а остатки электроэнергии направляются на АКБ. Часто на случай плохой погоды совместно используют резервный источник электрогенерации (бензиновый, дизельный или ветровой генератор).
Безаккумуляторные солнечные электростанции
Безаккумуляторный тип солнечных электростанций (сетевая) популярен среди пользователей, из-за своей цены и максимальной надёжности. Они состоят из одного или нескольких модулей, инвертора и кабелей. Могут передавать сгенерированную электроэнергию в общую энергосистему по “Зелёному тарифу”. Зелёный тариф в России — это система государственной поддержки производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В соответствии с этой системой, производители ВИЭ могут получать фиксированный платеж за каждый киловатт-час произведенной электроэнергии, который гарантированно выплачивается им в течение определенного времени. При этом мощность СЭС не должна превышать 15 кВт. Такого рода системы самые простые из всех систем из-за отсутствия АКБ и окупаются быстрее всего.
Гибридные солнечные электростанции
Гибридный тип солнечных электростанций может иметь несколько источников энергии. Например: солнечные панели и ветроустановки либо генератор. Данная система имеет большие возможности и схожа с автономной, различие состоит в том, что гибридная система имеет и батареи, и подключение к сетям электроснабжения. Система сложна, требует правильной настройки специалистом, стоит дороже чем остальные.
Портативные
Портативные солнечные электростанции — самый простой и дешёвый вариант. мобильность и простая схема работы, являются основным критерием при покупке. Она состоит из панели мощностью от 3 до 120Вт и аккумуляторе (7000 — 40000 мА/ч) Такая мини солнечная электростанция способна подзарядить устройства. К примеру, на картинке ниже представлена солнечная панель с тех. критериями:
- Номинальная мощность — 50 Вт
- Напряжение разомкнутой цепи — 18-20В
- Тип ячеек — Монокристаллические
- Общая мощность до 150 Вт
- Вес — 5,6 кг
- Габаритные размеры — 55.2 x 70 x 4.4 см
Техническая характеристика источника питания (АКБ):
- Максимальная мощность — 60В
- Габариты (ШxГxВ) — 19×28.6×14.7 cм
- Тип аккумулятора — Li-Ion
- Вес — 5,8кг
При таких технических характеристиках мини солнечной панели и АКБ . Полная зарядка аккумулятора от солнечной панели будет производиться около 6-8 ч. (в зависимости от солнца). В основном в таких системах солнечную панель используют как дополнительный источник энергии. Аккумулятор заранее заряжают от сети 220В (полная зарядка за 4,5 ч). Некоторые примеры устройств, заряжаемых с помощью данной системы:
- Смартфон (12 Вт-ч): 42 зарядки;
- Планшет (30 Вт-ч): 17 зарядок;
- Ноутбук (50 Вт-ч): 10 зарядок;
- Экшн-камера (5 Вт-ч): 101 зарядка.
Исходя из приведенной информации, каждый для себя сможет сделать выбор, опираясь на поставленную задачу.
Процесс установки солнечных батарей для дома и дачи
Для того, чтобы солнечная электростанция приносила максимальную пользу и выгоду от ее использования, необходимо ее правильно подключить. Советуем воспользоваться пошаговым планом, который мы предлагаем ниже.
Установку солнечных батарей начинают с подготовки крыши
- Необходимо понять и найти лучшее место (где солнце находиться большую часть дня). Это можно понять понаблюдав за расположением солнца.
- Определить будет ли угол крыши оптимален для установки на неё солнечных панелей. В тёплые месяца года угол должен составлять 30 град. В холодные времена года 70 град. Небольшая погрешность не сыграет никакой роли.
Для регулировки угла наклона солнечной панели устанавливают регулируемую опору.
Начало установки основных креплений: нужно установить металлические крепления на черепицу крыши (Рис. А.). Затем на них крепят продольный рейлинг (Рис. Б)
Далее используется специальное крепление между рейлингом и солнечной панелей. Как конструкция выровнена и надежно закреплена, панели помещаются на стеллаж. В общем это должно выглядеть так:
Следующий этап — это прокладка электрической проводки, соединяющая вашу электрическую панель и общую систему электроснабжения. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода сечением в 4 мм^2.
Как правильно соединить и подключить панели можно узнать в другой нашей статье.
После того, как стеллаж выровнен и надежно закреплен, панели помещаются на стеллаж.
Следующий шаг это установка вспомогательного оборудования (АКБ, инвертора и контроллера). От правильности подключения будет зависеть качество работы всей системы.
Обслуживание солнечных панелей
Очищение панелей от мусора или снега имеет решающее значение для обеспечения максимальной производительности панелей. Для мусора от деревьев, птиц и общего скопления пыли имеются недорогие решения:
- Воздуходувка для листьев
- Простое и быстрое ополаскивание с помощью шланга с водой.
- небольшой дождь может смыть нарост панелей (дождь обычно не смывает плоские панели).
Для удаления толстого слоя снега:
- Используйте воздуходувку для листьев
- Используйте длинный шест со скребком на конце
Если это легкий слой снега, он, скорее всего, соскользнет, очистив панели в процессе.
При очистке панелей НИКОГДА:
- Не распыляйте горячую воду на холодные панели
- Не используйте автомобильный воск и каменную соль
Иначе это может привести к разрушению защитного стекла
Заключение
В наше время вопрос денежных сбережений и экологических проблем в области электроэнергии затрагивает почти каждого человека. Именно поэтому мы считаем, что установка солнечных панелей на крышах домов и коттеджей является актуальным на сегодняшний день решением этих проблем. Их удобство в обслуживании, возможности для бесперебойной работы и соблюдение норм экологии по качеству превосходят большинство конкурентов.
