Установка солнечной батареи дома: типы, характеристики, отзывы

Мир охвачен огромной проблемой: загрязнение окружающей среды. Постоянные выхлопные газы от машин, негативное влияние заводов, выбросы в окружающую среду, вымирание животных — эти факторы постепенно уничтожают живую природу, заменяя её вредными веществами. В настоящее время люди осознали всю масштабность проблемы: выпускают автомобили на электричестве, заменяют привычную выработку энергии на альтернативную.

Альтернативные источники энергии — возможность сделать мир немного лучше, вырабатывая энергию благодаря окружающей среде: солнце, ветер вода.

Применение солнечных батарей

Солнце — гигантский шар, размеры которого превышают тысячи километров в радиусе. Солнце выделяет в пространство огромное количество энергии в виде электромагнитных волн. Солнечную радиацию используют в качестве чистой энергии.

Солнечная энергия поступает неодинаково: в жарких странах выгодней использовать солнце, как источник, нежели странам с постоянными дождями или снегами.

Солнечную энергию применяют для обогрева помещения, выработки электричества, обогрева воды и другие возможности.

Особенности выработка электричества

Для получения электроэнергии необходимо установить специальные панели. В состав батареи входят:

  1. Полупроводниковые элементы.
  2. Электрод.
  3. Плёнка.

Основной минус батареи заключается в том, что для качественного производства необходим прочный материал. Хороший состав стоит неплохих денег, поэтому необходимо помнить о затратах, которые могут и не окупиться.

Преимущество и недостатки панелей

К преимуществам можно отнести следующие:

  1. Экологичность: один из самых весомых факторов. Благодаря обновлению систем электричества и тепла, мир немного станет чище. Солнечная батарея отлично справляется с улучшением экологии, так как топливо вырабатывает солнце.
  2. Простота в использовании: силы необходимо тратить только на установку и покупку, солнечная батарея проста в обслуживании.
  3. Окупаемость: более 20 лет. При правильном использовании, материал проживёт достаточно долго. За это время установка окупается.

Среди недостатков выделяются:

  1. Цена на оборудование, установку и обслуживание: альтернативные источники энергии не самое дешёвое приспособление для выработки электричества. Самые дешёвые инверторы берут за 170 $, а самые дорогие 2019 $.
  2. Зависимость от погодных условий: погодные условия затрудняют методичную выработку, поэтому летом поступает намного больше энергии, нежели зимой. Нужно быть готовым, что энергия будет нестабильной.
  3. Огромная конкуренция среди других методов выработки энергии.

Особенности установки оборудования

Популярность набирают солнечные электростанции для дома. Отзывы о них в основном положительные, но с долей недостатков. Устанавливают такие агрегаты в большинстве случаев на частных домах. Устанавливать панели на крышу дома можно только с разрешения всех инстанций. Для установки электростанции необходимо:

  1. Панель: это устройство, которое устанавливают на крышу дома. Солнечные батареи на крышу дома лучше устанавливать под наклоном. В зимнее время года, для получения энергии, необходимо убирать снег.
  2. Инвертор: преобразователь постоянного тока в переменный. Подаёт электричество напрямую в сеть 220 В. Некоторые инверторы используют цифровые контроллеры, которые показывают мощность и количество энергии.
  3. Контроллер: необходим для упрощения работы солнечной батареи.

С точки зрения экономии, европейские варианты не сильно отличаются от китайских солнечных батарей. Отзывы о них довольно положительные.

Аппаратура используется не только для выработки электричества, но и для отопления и подогрева воды.

Отзывы от владельцев

О солнечных батареях для дома накопилось огромное количество разнообразных отзывов. Большинство людей уверяют, что установка выгодна. Остальные сетуют на зависимость от погоды, а также огромные цены за покупку и установку.

Выгодно устанавливать, если от государства будет оказана помощь. В Европе некоторые страны именно так и делают. Когда у нас такое будет, тогда и установка будет намного лучше.

Николай

В нашем дождливом городе только ветряки подойдут. Солнце — очень редкий гость

Юля

Использовал батареи для частного дома. Главная проблема — облака. Из-за непостоянства погоды, особенно в осеннее время, выработка значительно уменьшилась. Лучше устанавливать, где огромные проблемы с электричеством.

Евгений

В 2019 мы стали жить в поместье на постоянной основе. Так как наш участок земли находится на бывших колхозных полях, то центральное электроснабжение отсутствовало: проводов с электричеством к участку подведено не было. Стали думать об автономном электроснабжении дома.

Мой запас знаний говорил мне о том, что в качестве природных источников энергии могут использоваться ветер, солнце и вода (энергия приливов и отливов). Есть ещё и геотермальная энергия, но для меня это была совсем экзотика.

Вариант с ветрогенератором нам не подошёл, так как вокруг нашего поместья высокий лес, и ветров у нас мало. Моря у нас под боком нет, поэтому использовать энергию приливов и отливов мы так же лишены возможности. Остался вариант с получением заветного электричества от солнца.

Моя солнечная электростанция

Некоторые из моих соседей самостоятельно собирают солнечные электростанции, купив необходимые комплектующие. Но так как я такими познаниями не обладал и сомневался в том, что правильно смогу подобрать и собрать нужные элементы системы, то я решил купить готовый комплект.

По совету соседа обратился в специализированную компанию, занимающуюся производством солнечных электростанций. На сайте компании есть удобный калькулятор подбора. В зависимости от того, какие бытовые приборы будут использоваться, подбирается нужный вариант.

Я прикинул что буду включать в розетку, посмотрел на разные варианты, в свой кошелёк, и сделал выбор. Таким образом моя солнечная электростанция обошлась мне в 121 500 руб.

Дополнительно я заказал монтажный комплект для крепления солнечных панелей на крышу дома за 7 500 руб. Итого, общая стоимость всего комплекта вышла 129 000 руб.
Видимо, был какой-то праздник или просто хорошее настроение у сотрудников фирмы, не знаю точно, но мне сделали бесплатную доставку.

На следующий день после оформления покупки на сайте, мне привезли мой заказ из Москвы в Товарково (а это около 200 км) до дверей гаража, куда я всё это хозяйство временно складировал. Так я стал счастливым обладателем персональной солнечной электростанции на 220 Вольт с суточной выработкой до 2019 Втч.

В комплект входило:

  • блок управления (железный ящик со всеми “электронными мозгами”);
  • две солнечные панели площадью 1,6 кв.м каждая;
  • 2 гелиевых 12 В аккумулятора на 200 А*ч каждый;
  • балансир (чтобы выравнивать напряжение между двумя аккумуляторами);
  • кабели для подключения аккумуляторов;
  • кабели для подключения солнечных панелей к блоку управления;
  • запасной предохранитель для блока управления;
  • инструкция о том, как всё это великолепие между собой соединить и подключить;
  • монтажный комплект (металлическая рамка для крепления солнечных панелей на крышу дома).

Монтаж и обслуживание

После того как я получил свой заказ, мне осталось смонтировать систему и подключить все провода на свои места.

Самый сложный момент был в установке солнечных панелей на крышу дома.
Вдвоём это делать, наверное, было бы удобнее, но я делал один.

Панели, не то чтобы очень тяжёлые (21,5 кг), но достаточно большие (164см*99см*4см). И стоя на крыше, производить различные манипуляции с ними было проблематично, а ронять их было жалко.

В общем: неудобно, сложно, но можно, как-то справился. Лучше делать вдвоём, ну, или заказать монтаж у специалистов, если самому не охота лазить по крыше.

Затем, соблюдая полярность, подключил кабели, идущие от панелей к блоку управления. Подключил аккумуляторы.С этим никаких проблем не возникло, в инструкции всё написано, всё есть. Включил систему, всё заработало.

В обслуживании все просто!

Аккумуляторы гелевые, запаяны, и поэтому нет никакой необходимости что- либо доливать в них. Зимой, когда идёт снег, я залезаю по лестнице на крышу и сметаю его с поверхности солнечных панелей. Чем чище поверхность панелей, тем лучше заряжаются аккумуляторы.

Не реже одного раза в неделю нужно полностью заряжать батареи. Хотя система максимально автоматизирована, необходимо мониторить информацию, отображаемую на дисплее блока управления. Почему нужно это делать я опишу дальше.

Эксплуатация, опыт и ошибки

После того как я подключил систему и у меня всё заработало, я на радостях стал бездумно эксплуатировать эту самую солнечную электростанцию, не особо уделяя ей внимание.

Из-за такого халатного отношения, я не заметил момент, когда что-то пошло не так!

Не понятно по какой причине (молния в дом не попадала, НЛО рядом не пролетало), но в блоке управления что-то перестало работать, появилась неисправность. В результате этой неисправности аккумуляторы перестали заряжаться. То есть солнце светит, но заряд не накапливается.

Так же перестала срабатывать защита, которая раньше не допускала разряда батарей ниже определённого уровня. А разряжать аккумуляторы ниже допустимого уровня не хорошо для их долгой и исправной работы.

Из-за всего этого примерно в течение двух недель мы только расходовали накопленную ранее энергию в аккумуляторных батареях и разрядили их ниже допустимого значения.

А заметил я это следующим образом. Уезжая на два дня из поместья, я запомнил показания дисплея. Батареи были заряжены на 49%. Вернувшись, я увидел, что аккумуляторы совсем не зарядились, хотя эти дни были ясными, и вовсю светило солнце.

Я связался с компанией, производителем солнечной электростанции. Объяснил ситуацию. Без всяких отговорок по гарантии у меня взяли блок управления для ремонта. Достаточно быстро (несколько дней) неисправность устранили, и с тех пор всё работает исправно.

Но после этого случая, по моему скромному и некомпетентному мнению, аккумуляторы частично испортились и стали хуже держать накопленную энергию, стали быстрее разряжаться. Теперь я чаще, чем на часы, смотрю на циферки дисплея блока управления.

В летнее время, когда солнца много, то электричества хватает с лихвой. Аккумуляторы достаточно быстро заряжаются, восполняя потраченную нами энергию. Поэтому летом мы забываем об экономии. И Вспоминаем об этом в осенне-зимний период.

В это время солнечной энергии становится мало, и аккумуляторы приходится дополнительно заряжать с помощью генератора. А это малоприятное занятие. Потому что генератор издаёт достаточно сильный шум, производит совсем не экологичные выхлопные газы, да и бензин для него нужно покупать и привозить постоянно. Таким образом, когда стоит пасмурная погода, то запускать генератор для дозаряда батарей приходится каждые 2-3 дня на несколько часов.

По инструкции рекомендуется не допускать глубоких разрядов батарей более 50% и раз в неделю полностью их заряжать. Зарядить полностью и хорошо генератором не получается. Поэтому я при первой возможности, когда на пару дней уезжаю в городские условия, отключаю аккумуляторы, беру их с собой и заряжаю в гараже от сети до 100% заряда. А весят эти батарейки прилично (65 кг) поэтому приходится поднапрячься и потаскать их. Сначала из дома в машину, затем из машины в гараж для зарядки, и потом всё в обратном порядке. Это, конечно, неудобно.

Хватает ли нам энергии?

Наша система выдаёт 2019 Втч в сутки. Вот перечень того, на что мы тратим такую ценную зимой и в то же время бесплатную летом солнечную энергию:

  • на освещение: в доме у нас всего 10 светодиодных ламп, мощностью по 7 Ватт;
  • заряжаем 2 телефона и 2 ноутбука;
  • постоянно включен в сеть вай-фай роутер для интернета;
  • постоянно включен насос, установленный в колодце, для системы водоснабжения;
  • включаем периодически блендер для приготовления зелёных коктейлей;
  • жена творит свои швейные дела с помощью электрической швейной машинки;
  • заряжаю аккумуляторы для шуруповёрта;
  • используется стиральная машинка на режиме холодной стирки;
  • пользуюсь электроинструментом (электролобзик, шлифмашинка, фрезер, болгарка, циркулярная пила,
    электрорубанок, электродрель, перфоратор);

Естественно, мы не включаем в розетку одновременно всё сразу из этого списка!

Когда нужно включить прибор помощнее, например, рейсмусовый станок или электросварку, то запускаю генератор.

Летом, как в период наиболее богатый солнечным светом, энергии хватает. Ещё и лишняя остаётся. Зимой — нет, не хватает. Солнце ходит по небосводу уже достаточно низко, световой день короче, небо бывает часто затянуто тучами. Приходится экономить и регулярно пользоваться генератором.

Отзыв и выводы

Является ли солнечная электростанция круглогодичной, полноценной заменой центральному электроснабжению? На мой взгляд, и, исходя из моего не совсем грамотного и разумного подхода к использованию такого автономного источника энергии, — нет.

Если бы мы использовали электричество только для освещения, тогда бы нам, конечно, хватало. Но так как мы избалованы цивилизацией, и нам хочется всего побольше воткнуть в розетку, то нам не хватает. Тут либо мощность системы увеличивать нужно, докупив аккумуляторы и солнечные панели, либо учиться экономить и умерить свои запросы.

Если нет центрального электроснабжения, то автономная солнечная электростанция может в какой-то мере удовлетворить ваши запросы по электричеству. На мой взгляд это лучше, чем постоянно использовать один только генератор.

Когда нам проведут центральное электричество, думаю, мы не откажемся от солнечной энергии полностью. Просто, летом будем «сидеть на солнце», а осенью и зимой будем восполнять недостаток солнечного света для заряда аккумуляторов от сети. Может статься такая комбинация будет удачной.

Есть ещё мысль поставить счётчик электроэнергии на кабель с 220В, идущий из системы. Тогда можно будет подсчитать точно подсчитать сколько мы израсходовали электричества, и сделать расчёт, когда окупиться купленная солнечная электростанция.

На данный момент приблизительный расчёт окупаемости солнечной системы стоимостью 129 000 руб, выглядит следующим образом:
При расчёте я взял тариф на электроэнергию для населения Калужской области, проживающего в сельских населённых пунктах. Цены действуют с 1 июля 2019 года по 30 декабря 2019 года.

1 кВт.ч стоит 3.11 руб.
В течение дачного сезона в условиях средней полосы России суточная выработка станции составляет до 1,5 кВтч
светлое время суток возьмём 12 часов получится
1.5 кВт*12ч=18 кВт=55.98 руб электроэнергии производит электростанция за 1 день
за месяц 540 кВт=1 679,4 руб
за год 2019 кВт=20 432,7 руб
чтобы станция окупилась она должна отработать
129 000/ 20 432,7= 6,3 года
срок службы аккумуляторов по заверению производителей до 12 лет.

Так что по очень приблизительным подсчётам, можно сказать, что солнечная электростанция окупиться через 6-7 лет и следующие 5-6 лет у вас будет полностью бесплатное электричество от солнца.

Но так как у меня не было электричества совсем, то у меня вопрос стоял не об экономии, а об автономной, удобной и возможной в моих условиях системе энергоснабжения, что собственно говоря позволили мне сделать солнечные батареи.

Если у вас возникли какие-либо вопросы, задавайте их в комментариях, я с удовольствием на них отвечу!

Используя солнечные батареи для отопления частного дома, каждый из нас может сберечь немалую часть содержимого своего кошелька.

Но какой из предлагаемых на сегодняшний день элементов выбрать, чтобы внедрение технологии принесло максимальный результат?

Тех, кто заинтересовался данным вопросом, приглашаем ознакомиться с нижеизложенным материалом.

Разновидности

В самом широком понимании термин «солнечная батарея» означает некоторое устройство, которое позволяет преобразовывать излучаемую Солнцем энергию в удобную форму с целью последующего использования в различных сферах человеческой жизнедеятельности. Для обогрева домов используются два типа солнечных батарей.

Фотоэлектрические элементы

Батареи этого класса часто называют преобразователями, поскольку с их помощью энергия солнечного излучения преобразуется в электрическую. Такое превращение стало возможным благодаря свойствам полупроводников. Ячейка фотоэлемента состоит из двух материалов, один из которых обладает дырочной проводимостью, а другой – электронной.

Фотоэлектрические элементы

Поток фотонов, из которых состоит солнечный свет, заставляет электроны покинуть свои орбиты и мигрировать через Pn-переход, что и является, собственно, электротоком.

По виду используемых материалов различают три вида фотоэлектрических батарей: кремниевые, пленочные и концентраторные.

Кремниевые

К этому типу относится более трех четвертей выпускаемых сегодня солнечных электробатарей. Это обусловлено распространенностью кремния в земной коре, а также тем, что большинство технологий в сфере производства полупроводниковой электроники было ориентировано на работу именно с этим материалом.

В свою очередь элементы на базе кремния делятся на две разновидности:

  • монокристаллические: наиболее дорогой вариант, КПД составляет 19% – 24%;
  • поликристаллические: более доступны, но имеют КПД в пределах 14% – 18%.

Пленочные

При производстве фотоэлементов данной группы используются полупроводники, имеющие более высокий, чем у моно- и поликристаллического кремния, коэффициент поглощения света.

Это позволило на порядок уменьшить толщину элементов, что положительно отразилось на их стоимости. Применяются следующие материалы:

  • теллурид кадмия (КПД – 15% – 17%);
  • аморфный кремний (КПД – 11% – 13%).

Концентраторные

Эти батареи имеют многослойную структуру и характеризуются самой высокой эффективностью – около 44%. Основным материалом при их производстве является арсенид галлия.

Комплектация отопительной системы

Отопительная система на базе фотоэлектрических батарей состоит из следующих компонентов:

  • собственно батареи;
  • аккумулятор;
  • контроллер: управляет процессом зарядки аккумулятора;
  • инвертор: преобразует постоянный ток от батареи или аккумулятора в переменный с напряжением 220 В;
  • конвектор, водогрейный котел или любой другой тип электрообогревателя.

Сетевая фотоэлектрическая система

Солнечные коллекторы

Батареи данной разновидности состоят из нескольких выкрашенных в черный цвет трубок, через которые перекачивается циркулирующий в системе отопления теплоноситель. При этом тепловая энергия солнечного излучения без всякого преобразования усваивается рабочей средой. В большинстве случаев в ее качестве используется смесь на основе пропиленгликоля (имеет свойства антифриза), но существуют и коллекторы, ориентированные на работу с воздухом. Последний после подогрева подается прямо в отапливаемое помещение.

Солнечные коллекторы

В самом простом исполнении солнечный коллектор называется плоским. Он выполняется в виде бокса из стекла с темным покрытием, которое находится в контакте с проходящим по трубкам теплоносителем. Более сложное устройство имеют вакуумные коллекторы. В таких батареях трубки с теплоносителем помещены в герметичный стеклянный корпус, из которого откачивается воздух. Таким образом, содержащие рабочую среду трубки окружаются вакуумом, который исключает потери тепла от контакта с воздухом.

Очевидно, что изготовление солнечных коллекторов основывается на более простых технологиях, чем производство фотоэлементов. Соответственно, и стоимость они имеют более низкую. При этом КПД таких установок достигает 80% – 95%.

Комплектация гелиосистемы

Основными элементами гелиосистемы (системы солнечных батарей для дома) являются:

  • солнечный коллектор;
  • циркуляционный насос (в системах с естественной циркуляцией теплоносителя он может отсутствовать, но они являются малоэффективными);
  • емкость с водой, играющая роль теплового аккумулятора;
  • контур водяного отопления, состоящий из труб и радиаторов.

Схема реализации гелиосистемы с поддержкой отопления с суточным аккумулированием энергии

Достоинства и недостатки

Запитка системы отопления от солнечной батареи дает несколько выгод:

  1. Бесплатное тепло.
  2. Экологичность. Отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду, а также уменьшается скорость расходования невозобновляемых энергетических ресурсов.
  3. Простота эксплуатации. Нет нужды связываться с доставкой и хранением какого-либо вида топлива, а также чисткой котла и дымохода. Не понадобится сооружать огромный теплообменник, как в случае с геотермальным отоплением. Правда, батареи необходимо очищать от пыли и грязи, но делать это приходится не так уж часто.

Однако, для рассматриваемой здесь технологии характерны и весьма существенные недостатки:

  1. Высокая стоимость оборудования для солнечных батарей для дома: в особенной степени это касается фотоэлементов. Стоимость 120-ваттного модуля отечественного производства варьируется в пределах от 10 до 16 тыс. руб. Солнечные коллекторы благодаря простоте изготовления получаются более доступными, но и они не каждому окажутся по карману: установка, генерирующая в солнечную погоду 1,5 кВт тепловой энергии, обойдется примерно в 20 тыс. руб.
  2. Хотя щедрое Солнце светит без перерывов и выходных, постоянно меняющиеся погодные условия делают этот источник энергии весьма нестабильным.
  3. Подверженность влиянию внешних факторов: выставленная на открытом воздухе солнечная батарея в качестве защиты может иметь лишь тонкий слой стекла. В ураган или при выпадении крупного града оно, конечно же, окажется бесполезным. При этом урон из-за высокой стоимости элементов будет весьма значительным.

Традиционные способы обогрева помещения не всегда удобны и выгодны, ведь дрова дорогие, а подвод газа осуществляется не везде. Отопление без газа и дров – выход из ситуации. Рассмотрим варианты: пиролизные и жидкотопливные котлы, тепловые насосы и солнечные батареи.

О том, как соорудить бойлер косвенного нагрева своими руками, читайте тут.

С ростом цен на энергоносители стоимость отопления также постоянно растет. В этой рубрике https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/geotermalnoe.html вы найдете информацию о геотермальном отоплении. Можно ли его считать альтернативой привычным способам обогрева помещения?

Особенности выбора

На работу в системах отопления ориентированы прежде всего солнечные коллекторы. Они усваивают тепло напрямую, а потому характеризуются наименьшими потерями.

Если позволяют средства, лучше приобрести вакуумную установку, которая является более экономичной. Для частного дома следует выбирать гелиосистему с жидким теплоносителем.

Жидкость имеет большую теплопроводность, что позволяет солнечному отоплению работать достаточно эффективно даже при небольших размерах коллектора. Если же необходимо обеспечить обогрев склада или павильона, то есть одноэтажного здания с большой площадью, более целесообразным будет применение воздушных коллекторов, но при условии, что вся поверхность крыши может быть отведена под их установку. За счет значительных размеров такая система обеспечит достаточное количество тепла, при этом возможность замерзания теплоносителя или его утечки будут полностью исключены.

Фотоэлектрические батареи ввиду низкого КПД и высокой стоимости для отопления домов почти не применяются, но сбрасывать их со счетов не следует. При интенсивной инсоляции их мощность будет вполне достаточной для подключения котла или кабельной системы «теплый пол». При этом владелец получит надежную и бесшумную систему, которая не нуждается в применении насоса или вентилятора.

Если для вашего региона характерно большое количество солнечных дней (20 и более в месяц), стоит выбрать монокристаллическую кремниевую батарею, эффективно работающую с направленным излучением.

Если же преобладают пасмурные дни, более подходящими окажутся поликристаллические элементы, способные хорошо усваивать рассеянный свет.

Установка солнечных батарей

Наилучшим местом для установки солнечных батарей для дома является южный скат крыши.

В «солнечном» доме она обычно является асимметричной (по площади южный скат значительно превосходит северный) или даже односкатной.

Расчет солнечных батарей для дома – важный этап перед их монтажом.

Особое внимание следует уделить расчету крепежной рамы и кронштейнов, в котором должны быть учтены возможные ветровые и снеговые нагрузки. Эту часть работ лучше доверить инженерам проектной организации, имеющей хорошую репутацию.

Эффективность гелиоколлекторов и фотоэлементов достигает максимальных значений в том случае, если солнечные лучи оставляют их поверхностью прямой угол. Поэтому весьма желательно предусмотреть возможность изменения угла наклона опорных конструкций с установленными на них солнечными батареями относительно горизонта. Никаких особых механизмов устанавливать не нужно: поворот батарей можно осуществлять вручную, благо делать это придется несколько раз за год.

Желательно, чтобы крыша, на которую монтируются фотоэлементы, имела светлый тон. Между ее поверхностью и батареями должен оставаться зазор. Соблюдение этих правил исключает перегрев фотоэлектрических элементов, вследствие которого их мощность существенно падает. Следует, правда, отметить, что указанные требования не относятся к панелям из аморфного кремния, которые отличаются «нетрадиционным» поведением: при охлаждении их производительность падает, а при нагреве – возрастает.

Человечество озадачено вопросом поиска новых видов энергии. Однако уже сейчас альтернативная энергия своими руками доступна, хотя такие системы и не очень распространены. Смотрите обзор имеющихся на сегодня вариантов: ветрогенератор, биогаз, солнечные панели и другие энергетические системы.

О том, как организовать систему отопления из полипропиленовых труб, читайте в этой статье. Преимущества ПП-труб и монтаж системы отопления.

Отзывы пользователей о солнечных батареях для дома

«Эмоциональный градус», проявляющийся в том или ином отзыве о применении бытовых солнечных батарей для дома, сильно зависит от места проживания его автора.

Обитатели умеренных климатических зон зачастую говорят о таких элементах с восторгом, считая их покупку и установку в системах отопления вполне целесообразной.

Здесь фотоэлектрические батареи и гелиоколлекторы, благодаря интенсивному солнечному излучению, существенную часть отопительного периода могут играть роль основного источника энергии, позволяя своему владельцу заметно уменьшить затраты на обогрев дома.

Население более высоких широт, напротив, публикует сдержанные, а иногда и отрицательные комментарии. Практический опыт часто демонстрирует нерентабельность установки солнечных батарей в таких регионах: расчетный срок окупаемости проекта может оказаться больше даже заявленного производителем срока службы элементов, который, как правило, несколько превосходит реальный. Остается ждать улучшения ситуации по мере развития технологий ситуация будет улучшаться, ведь потенциал солнечного излучения полномасштабно еще не освоен.

В своих отзывах многие пользователи рекомендуют уделять особое внимание выбору производителя фотоэлементов. Приятно отметить высокую оценку, которую получила отечественная продукция. Многие покупатели на личном опыте убедились в ее высоких рабочих качествах и надежности.

Видео на тему

Многие владельцы частных домов все чаще используют для обогрева домов не традиционную, а солнечную энергию. Она уже давно выступает в качестве бесплатной альтернативы другим невосполняемым источникам, ведь солнце – это неиссякаемый источник энергии, который сейчас уже научились использовать в полезных целях.

В данной статье мы рассмотрим особенности работы солнечных батарей для домов, узнаем, какие виды таких установок существуют, также вы ознакомитесь с отзывами владельцев домов, которые уже оснастили свое жилище солнечными батареями.

Рост популярности применения солнечной энергии

Если вы поищете в интернете, то найдете немало положительных и даже восторженных отзывов о солнечных батареях от тех, кто уже их поставил. Их популярность растет по ряду причин. Например, стоимость использования того же газа или угля постоянно растет, а солнечные электростанции – это отличный резерв энергии для домов в небольших населенных пунктах, где часто отключают электричество. Солнечная энергия – лучшее решение для местностей, где рядом отсутствуют линии электропередач, и провести их нет технической возможности.

В промышленных масштабах производство таких установок налажено в таких странах, как:

  • Германия;
  • США;
  • Китай;
  • Украина;
  • Россия.

Солнечные батареи для дома: принцип работы

В России и других странах с холодной зимой многие сомневаются в эффективности работы подобных установок, поскольку много дней в году солнца не бывает, поэтому накопленная за теплое время солнечная энергия при сильных морозах быстро растратится.

Однако подобные установки обладают достаточно большой мощностью, которая составляет от 200 Вт для одного модуля, они способны производить энергию в течение всего светового дня и способны ловить свет даже при осадках или густых облаках. Единственный минус – это снижение мощности в непогоду примерно в два раза. Но, с другой стороны, солнечные батареи обладают способностью накапливать энергию, которая будет отдаваться при недостаточном солнечном свете.

Новое поколение установок на основе аморфного кремния отличается от предыдущего тем, что такие батареи не нужно направлять на солнце, для их нормальной работы будет достаточно и средней области. Но они имеют существенный недостаток – под их размещение нужно выделять большую площадь. И производительность на севере России будет значительно ниже, чем в Крыму или Краснодарском крае. Но при этом в том же Санкт-Петербурге их все равно можно использовать с успехом целый год.

Принцип работы установок следующий:

  • генераторами электричества в солнечных батареях выступают модели, которые ловят солнечную энергию. Они работают на основе фотоэлектрических реакций и вырабатывают ток по принципу эмиссии нагретых тел;
  • панели сделаны на основе кремния. Коэффициент полезного действия одной панели составляет примерно 30 процентов при мощности в 300 Вт. А чтобы получить лучший результат, несколько десятков элементов объединены в цепи, благодаря чему установки способны работать при средней облачности;
  • чтобы температура в доме площадью в 30 квадратных метров в течение года была комфортной, общая площадь модулей должна быть как минимум 100 квадратных метров, а в самом доме нужно ставить аккумуляторы и распределительное оборудование. Судя по отзывам владельцев частных домов, это одно из труднейших условий для установки солнечных батарей.

Классификация солнечных батарей

Чтобы получить хорошую производительность установки, нужно выбирать модель на основе тех элементов, которые подойдут для вашего климата и местности. Есть несколько видов солнечных батарей, которые отличаются друг от друга по структуре рабочей поверхности своих фотоэлементов и особенностям изготовления:

  • тонкопленочные;
  • монокристаллические;
  • поликристаллические.

Тонкопленочные солнечные батареи и их описание

Фотоэлементы таких установок выполнены на основе аморфного кремния, также это покрытие называют тонкопленочным. Они наиболее доступные в плане стоимости, но при этом не слишком широко представлены в продаже. Солнечные панели данного типа состоят из натянутой тонкой пленки, которую можно поставить где угодно, и ей не страшна даже сильная облачность. Ключевые преимущества тонкопленочных систем такие:

  • пыль неспособна никак повредить батарею;
  • если погодные условия неблагоприятные, то эффективность снижена всего на 20 процентов.

Однако недостатком тонкопленочных батарей является необходимость выделения большой площади в доме под их установку.

При производстве данные пластины подвергаются нескольким этапам термической обработки, и в итоге они имеют еще оттенок.

Описание монокристаллических панелей

Такие установки включают в себя фотоэлементы, в которых используется монокристаллический кремний, они наиболее дорогие среди всех батарей солнечного типа, но при этом обладают наиболее высокой производительностью. Они изготавливаются посредством применения технологии медленного остывания расплава

на основе кремния

.

В итоге получается слиток, который, с одной стороны, считается монокристаллом, а он второй создается однородный. После его остывания он разрезается на две половины, и на них уже Данная та или иная структура.

данный батарея включает в себя огромное количество силиконовых ячеек, которые служат преобразователями солнечной энергии. Очень часто их применяют для установки на водных суднах, поскольку им не страшна влага. Отлично подойдет тип батарей для установки в местах, где много солнца, их ставят, как правило, на крыше дома, надежность как на солнечной стороне, так и на теневой.

Преимущества монокристаллических солнечных батарей такие:

  • небольшой вес;
  • компактные габариты установок;
  • длительность применения;
  • данного;
  • простота установки;
  • гибкость конструкций.

А вот существенным их недостатком является то, что их работа зависит от прямоты солнечных лучей и процесс энергетического производства может пострадать вследствие даже небольшой облачности, которая закроет лучи солнца.

Поликристаллические солнечные батареи и их особенности

В их основе лежат фотоэлементы на основе

поликристаллического кремния

. В производстве батарей данного типа применяется технология получения центров кристаллизации и маленьких кристаллов в слитке. Процесс их термической обработки не отличается от обработки монокристаллических пластин, но электротехнические показатели поликристаллических батарей будут выше.

Отличаются они от установок предыдущего типа по разноцветным участкам и очертаниям. Кристаллы имеют яркий синий оттенок и разные формы, размещены они в разных сторонах.

Батареи четко типа применяются для следующих объектов:

  • частных домов;
  • школ;
  • административных зданий;
  • освещений улиц.

Технические характеристики солнечных батарей

Как уже упоминалось, выбор батареи того или иного вида зависит от региона применения. Так, например, для южных регионов нашей страны лучше применять батареи поликристаллические, они лучше подойдут для тех мест,

где зимой практически нет морозов

. А вот для северных областей страны лучше подойдут монокристаллические установки, которые лучше будут улавливать рассеянный свет, но при этом должны быть начиная от на него направлены.

Технические характеристики панелей на кремниевой основе таковы:

  • высокий уровень сопротивления КПД, начиная от 20 процентов;
  • водопроницаемый корпус;
  • закаленное стекло;
  • устойчивость к погодным перепадам и плохим климатическим условиям.

Как правило, в домах, где получают энергию при помощи солнечных батарей, используют электрическую систему, но в некоторых случаях применяют и водный тип отопления. Схема и установка такой системы отличается тем, что нужно приготовить больше места для установки аккумуляторов, а также преобразователя постоянного тока.

Если вы используете для отопления солнечную энергию, то гораздо эффективнее нагревать крупные площади до небольших температурных показателей. Распространенным будет значительно проще поменять температуру при смене погоды, и устанавливать их лучше. Также вы не испортите интерьер дома установкой огромных радиаторов.

Плюсы и минусы применения солнечных батарей

Мифом среди населения является то, что солнечные батареи – это роскошь, доступная лишь для состоятельных людей. Но на самом деле это вовсе не так, и батареи могут позволить людям даже со средним достатком.

Так, если вы один раз вложите средства в покупку солнечных батарей и их установку (которую, тем не менее соответствующих умений и навыков можно выполнить и своими руками), то в течение следующих 25 лет вы будете получать электроэнергию бесплатно. Конечно же, если вы живете в Москве или Санкт-Петербурге, то все так гладко не будет, поскольку температурные отличия в сезонах весьма существенные, но, обеспечение, экономия будет существенной.

Если в качестве примера взять при наличии дома горячим водоснабжением, то расходы сократятся примерно на 70 процентов, и только 30 процентов воды вы будете получать традиционным методом, следовательно, и оплачивать будете лишь эту часть. А в летнее время батарея может обеспечить горячей водой и на 100 процентов.

Можно выделить такие преимущества установки солнечных батарей:

  • солнце в качестве источника энергии доступно в любой точке планеты. Этот источник надежен, и энергию можно получать от него совершенно бесплатно. Энергия вырабатывается при солнечном свете во время светового дня;
  • автономность использования. Благодаря такому решению вы не будете зависеть от поставщика электроэнергии и горячей воды хотя бы частично;
  • стоимость установок постоянно снижается, а их производство постоянно совершенствуется. Солнечная энергия в плане стоимости уже начинает конкурировать с традиционными видами топлива. В отдаленных уголках страны по сравнению с ними она будет намного выгоднее в плане соотношения стоимости и потребления;
  • отсутствие прав и лицензий на потребление солнечной энергии;
  • возможность самостоятельно решать количество потребления и выработки энергии.

Однако помните, что приобретение модулей, аксессуаров, дополнительных установок, а также монтаж конструкции обойдутся вам в немалые деньги.

Также солнечные панели имеют ряд недостатков, которые и объясняют то, что пока не все жители планеты готовы перейти целиком на солнечную энергию:

  • сложность использования в регионах, где сильная облачность и частые осадки. Особенно батареям нормально работать мешает снег. Рабочая поверхность батарей всегда должна быть открытой, а сильный снегопад этому мешает;
  • необходимость подготовки под установку панелей большой площади (как правило, это крыша дома);
  • высокая стоимость;
  • не слишком высокий КПД при плохой погоде;
  • необходимость приобретения дополнительных приборов (инверторов) для получения переменного тока, а также аккумуляторов, которые нужны для накапливания энергии;
  • длительный срок окупаемости конструкции;
  • необходимость постоянной очистки от грязи, пыли или снега, поскольку любого рода загрязнения резко снижают эффективность работы панелей.

Хотя, как утверждают многие разработчики, большинство этих проблем в будущем будет решена, и использовать солнечную энергию сможет любой.

Солнечные батареи для дома: отзывы покупателей

Ниже предлагаем прочесть отзывы тех, кто уже поставил у себя в домах солнечные батареи и решил поделиться опытом их применения.

Я поставил солнечные панели в загородном дачном доме, но пока их использую для питания одной кухни, планирую поэтапно установить их для всех частей дома. Сейчас на крыше стоят пластины мощностью по 160, 180 и 300 Вт, их общий рабочий ток составляет 15 А.

Закупаю их постепенно

по мере снижения цен. Также снижаю затраты за счет того, что на кухне стоят энергосберегающие Сан лампы, еще у меня стоит контроллер для заряда. Я очень доволен, потому что из-за ветров часто обрываются провода и пропадает свет.

Константин

Очень часто говорят, что установка таких батарей – это очень дорого, и они себя или не окупят оснащенную, или спустя целую вечность. Сначала мы начитались всего этого и решили поставить трансформаторную станцию, но прикинули по стоимости – это оказалось куда дороже солнечной энергосистемы. В итоге поставили автономную солнечную систему САНФОРС, Энерджи» солнечными модулями. Это действительно выгодно и удобно!

Евгения

Свой дом в Мурманске. Солнечная энергосистема «Сан была установлена в качестве вспомогательного источника энергии. Выбирали долго, много искали информации. Вполне успешно функционирует вместе с автономным газовым тепловым снабжением. В доме тепло даже в сильные морозы, и мы еще защищены от выключений электричества, а это очень выгодно.

Галина

Большинство людей в своих отзывах о солнечных батареях отмечает то, что пока их нельзя использовать в качестве самостоятельного источника энергии и приходится иметь основной. Хотя прогресс не стоит на месте, вполне возможно, что спустя всего несколько лет они целиком вытеснят традиционные источники энергии. Поэтому, если есть возможность, то в такую покупку можно вложить средства уже сейчас. Скорее всего, она окупится гораздо быстрее, чем вы того ожидаете.

Солнечные батареи можно купить для электроснабжения частного дома, дачи или другого помещения. Сложность их выбора состоит в необходимости создания сбалансированной системы из разных элементов. К ним относятся: фотопанели и аккумулятор, инвертор и контроллер.

Оглавление:

  1. Как устроена и работает солнечная батарея
  2. Преимущества и эффективность автономных устройств
  3. Недостатки солнечных батарей для дома
  4. Когда солнечные батареи целесообразны
  5. Режимы автономного электроснабжения
  6. Выбор панелей солнечных батарей
  7. Выбор контроллера и инвертора
  8. Выбор аккумуляторов
  9. Обслуживание солнечной батареи

Как устроена и работает солнечная батарея

Солнечная батарея представляет собой независимый источник электроэнергии. Устройство состоит из ряда полупроводников, которые преобразовывают солнечное излучение в ток. Размер поглощающих панелей варьируется от пары миллиметров до нескольких метров.

Батарея состоит из двух слоев с разной проводимостью. Солнечная энергия выбивает электроны из катода и они попадают в пустоши анода. Получается их круговорот. Исторически первым фотоэлементом был селен. Но его производительность была низкой.

В 2019 представители телекоммуникационной компании США предложили заменить его кремнием. И уже через 4 года был запущен спутник на фотоэлементе из него. Эффективность монокристаллического материала составляет 17 %, а поликристаллического – 15 %.

Со времен производства первых солнечных батарей их стоимость существенно упала.

Для продолжительности срока службы, устройства элементы шунтуются диодами. Что уменьшает итоговое сопротивление цепи. Обычно их размещают на каждой четверти длины батареи. Такая конструкция особенно важна, когда часть панелей находится в тени. Диоды не позволяют превращаться им в потребителей тока.

Накапливаемое электричество сохраняется в аккумуляторе. Напряжение которого меньше, чем поступающий потенциал. Процесс заряда и его скорость проверяется специальным контроллером.

Эффективными считаются свинцовые и гелевые устройства для накопления энергии. Срок их эксплуатации составляет 10 — 15 лет.

Избыточный ток поглощает резистор. Для преобразования постоянного напряжения в переменное используют инверторы.

Производительность солнечной батареи зависит от угла ее наклона и стороны света, в которую она направлена. Так, максимальный результат будет от такого размещения устройства:

  • на юг под углом в 30° — эффективность 100%,
  • на юго-восток/юго-запад под углом 30° — 93%,
  • на восток/запад под углом — 93°.

Преимущества и эффективность автономных устройств

Покупают солнечные батареи для дачи, частного дома, отелей в курортных городах. Пользователи отмечают ряд их конкурентных преимуществ:

  • неисчерпаемость источника энергии,
  • общедоступность в любой местности,
  • экологическая безопасность,
  • бесшумность системы,
  • длительный срок службы до 25 лет,
  • государственная поддержка развития альтернативных источников электроэнергии в Европейских странах,
  • возможность монтажа дополнительных панелей для расширения системы,
  • малая вероятность поломки,
  • бесплатность самой энергии,
  • автономность системы.

Недостатки солнечных батарей для дома

Использование солнечных батарей сопровождается рядом недостатков:

  • высокая стоимость системы,
  • необходимость разового вклада большой суммы,
  • низкая производительность по сравнению с традиционными источниками питания,
  • необходимость места для размещения дополнительных комплектующих,
  • длительный срок окупаемости,
  • необходимость постоянного ухода,
  • проблемы утилизации батарей,
  • вероятность кражи дорогостоящего оборудования,
  • неэффективность в зимнюю, туманную и пасмурную пору.

Когда солнечные батареи целесообразны

Стоимость автономного энергоснабжения зависит от ее мощности и производительности. И чем она больше, тем меньше цена единиц ее составляющих.

Мощные солнечные батареи можно купить от 330 до 530 у.е. Для того, чтобы обеспечить электроэнергией дом на 4 человека потребуется вложиться на 15 – 25 тыс. у.е.

В Западной Европе спрос на альтернативные источники питания выше, поскольку там достаток людей выше. К тому же, есть возможность передачи накопленной энергии в общую сеть. При этом закупочная цена со стороны государства выше, чем тарифы при потреблении.

Целесообразно использовать мощность солнечных батарей при недостатке электроэнергии в регионе. Например, в курортном городе, где в «сезон» вводятся ограничения потребления.

Или же дом находится вдали от источника питания. И прокладка сети проводов дороже, чем стоимость батарей.

Лучше использовать энергию солнца, когда ее поступление не закрывают туманы и плохая погода. Например, на юге страны на возвышенности.

Для большей эффективности солнечной батареи следуйте инструкции установки, которая идет от производителя.

Режимы автономного электроснабжения

При выборе системы солнечного источника питания, необходимо учитывать максимальную силу, требуемую от нее. Она вычисляется суммированием мощностей всех бытовых инструментов и других электропотребителей. Также надо определить среднесуточную норму. Она зависит от режима автономности от общей сети.

Полная замена привычного источника питания, сопровождается отключением от городского электроснабжения. Требуемое количество мощности определяется по показателям счетчика за предыдущие периоды. При этом целесообразно учитывать возможных будущих электрических потребителей, задел на которые лучше сделать заранее. Обычно необходимо не менее 600 кВт в месяц для обеспечения дома на 3 – 4 человека.

При частичном электроснабжении, основная мощность идет от сети, остальная – от солнечных батарей. Приборы, устройства и системы, требующие больше 2 кВт/ч или 5 кВт/сутки остаются на традиционном источнике питания. Например, пол с подогревом, электрический бойлер, стиральная машина, обогреватель, утюг. Для такого режима потребуется 2 – 2,5 кВт/ч.

Умеренное электроснабжение меняет привычный стиль жизни. Емкие работы, как большая стирка, выполняются периодически 1 – 2 раза в месяц. В период высокой активности солнца. Нагрев воды также ограничивается до почасовой подачи. Для системы необходимо 150 кВт в месяц при возможном среднем потреблении энергии в 4 – 6 кВт/ч. Пиковая мощность может достигать 10 кВт/ч.

При базовом режиме используется 100 кВт в месяц. Хозяева находятся в состоянии экономии энергии, постоянно контролируют включение света и других потребителей тока. Работы, требующие большой мощности, проводятся до обеда. Чтобы до вечера аккумулятор накопил достаточное количество заряда.

Аварийный режим используется в экстренных ситуациях и в течение нескольких дней. После, предполагается восстановление привычного уровня электроснабжения от сети. Используется для обеспечения основных надобностей жителей дома. Среднее потребление энергии в сутки не превышает 2 кВт при пиковом значении в 6 кВт/ч.

После определения уровня требуемой энергии можно приступать к выбору конкретной системы солнечных батарей.

Выбор панелей солнечных батарей

Солнечные батареи имеют такие характеристики:

  • размер,
  • материал изготовления,
  • мощность,
  • напряжение номинальное и при пиковой мощности,
  • ток при максимальной мощности,
  • сила тока при коротком замыкании,
  • диапазон рабочей температуры,
  • срок эксплуатации.

При выборе фотоэлементов необходимо учитывать все вышеперечисленные показатели.

Для достижения необходимого уровня напряжения, панели параллельно соединяются в блоки. Важно понимать, что для объединения используются однотипные элементы. Но, если выбор между большой батареей или парой маленьких, то лучше отдать предпочтение первому варианту. Поскольку в нем отсутствуют дополнительные соединения, что увеличивает надежность конструкции.

Обычно размеры панелей составляют 1 – 2 м² при мощности в 220 – 250 Вт.

Современные батареи изготавливают из кремния.

Сколько стоит солнечная батарея зависит от ее типа. Фотопанели бывают моно- и поликристаллические. Первые, отличаются большей эффективностью на уровне 17,5% при сравнительном показателе в 15% аналога. Но их стоимость выше. Но в готовой конструкции при пересчете получаемой энергии на затраты, стоимость 1 Ватт приблизительно равна. Срок эксплуатации панелей одинаковый. А вот активность солнца отличается не постоянством в разные периоды года. Поэтому предпочтительней приобретение монокристаллических фотоэлементов.

Номинальное напряжение является показателем, на который рассчитано устройство в условиях нормальной работы. При этом максимальное — выше на 5 – 10 %.

В случае с солнечными батареями отдайте предпочтение 24-х вольтовым панелям. Больший показатель встречается редко. А устройства на 12 В предназначены для малых систем. Их обычно используют по архитекторским соображениям, когда ограничено пространство под батарею.

Установка способна работать при определенной температуре. Оптимальным решением является диапазон от -40°С до +90°С.

По отзывам потребителей, солнечные батареи исправно функционируют в течение 20 – 25 лет. При этом их эффективность снижается на 7 – 8 % каждые 10 лет.

Выбор контроллера и инвертора

Контроллер монтируется между солнечной батареей и аккумулятором. Он управляет уровнем напряжения, идущего от фотопанелей, в зависимости от уровня заряда накопителя энергии. Так при 100% накопления, предупреждается перезаряд отключением подачи напряжения в аккумулятор.

Дорогостоящие технологии отслеживают изменение входящих потоков и балансируют их. Так достигается максимально возможная продуктивность батарей в любой период суток и времени года. Контроллеры Maximum Power Point Tracking целесообразно использовать в больших системах. А при обеспечении энергией частного дома достаточно упрощенной модели. Например, типа PWM.

Такие устройства при уровне заряда аккумулятора от 80% уменьшают напряжение солнечной батареи и поддерживают его. Для сравнения контроллеры ON/OFF, которые являются самым дешевым аналогом, просто отключают систему.

Также важно, чтобы контролирующий блок мог компенсировать температуру и предполагал выбор типа аккумуляторной батареи.

Производители солнечных батарей при отказе от контроллера рекомендуют постоянно измерять вольтметром заряд аккумулятора. И при необходимости вручную отключать систему. Поскольку при перезаряде уменьшается срок службы накопителя.

Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. Показатель входного напряжения должен соотноситься с мощностью устройства. Так при его силе в 600 Вт достаточно U = 24 В, и соответственно 48 В при большей мощности.

Если говорить о видах инвертора, то меньше всего хлопот доставит синусоидальное устройство.

Косвенным показателем является вес оборудования. Поскольку трансформатор отличается значительной массой, то условно на 100 Вт идет 1 кг инвертора. И поэтому качественный преобразователь в 2019 Вт весит 8 – 10 кг.

Номинальная выходящая мощность должна равняться силе всех электрических потребителей.

Выбор аккумуляторов

Аккумулятор стоит выбирать, исходя из количества энергии, которое он будет накапливать. Для этого определяется суточная потребность в энергии на разные потребители. При этом делается корректировка в дополнительные 10% на потери преобразования в инверторе.

Если солнечные батареи будут автономным источником питания, то важно максимальное возможное количество заряда аккумулятора. А при резервном или аварийном режиме системы необходимо отдавать предпочтение аккумуляторам с большим сроком службы.

Стартейные батареи нуждаются в постоянном обслуживании и используются при малой силе системы. Гелевые аналоги не так требовательны в уходе и способны накапливать больше энергии. Герметичные и заливные аккумуляторы обеспечивают длительное время работы при высоких мощностях. AGM используются преимущественно для резервного режима энергосбережения.

При одинаковых характеристиках, лучшими реальными показателями будет обладать более тяжелый аналог.

Обслуживание солнечной батареи

Солнечные батареи требуют большего ухода, чем стационарная сеть. Их поверхность надо систематически очищать от загрязнений. Таких как, птичий помет, пыль, следы от осадков. Так как загрязненные панели поглощают меньше солнечной энергии.

Для чистки достаточно помыть их потоком воды из шланга. А для снятия снега использовать палку по типу старой швабры с резиновой прослойкой.

Также необходимо обрезать ветки деревьев, которые кидают тень на поверхность батарей. В идеале лучше, чтобы в прилежащей территории дома высоких насаждений не было вовсе.

Два раза в год проверяйте состояние креплений системы. При необходимости смените их.