Солнечные батареи под отопление и свет. Батареи солнечного отопления дома: эффективность, расчет, установка.

Уже не одно столетие прошло с тех пор, как родилась идея о применении солнечной энергии в бытовых целях, к примеру, для автономного отопления дома или езды на автомобиле. Солнечные батареи для дома – устройства, которые на сегодняшний день может позволить себе каждый человек. В большинстве стран мира с преимущественно жарким климатом солнечное электроснабжение является неотъемлемым атрибутом установки дома. Но, к сожалению, нашей страны это пока не коснулось, хотя мода неуклонно растет.

Теперь такие устройства не являются новшеством и диковинкой, а наоборот желанием многих. Некоторые путают понятия «солнечные батареи» и «коллекторы». Хотя принцип их работы и система значительно отличаются. В отличие от коллекторов батареи вырабатывают электричество под воздействием энергии Солнца напрямую без теплоносителя. А посколькуежегодно такие устройства совершенствуют, на сегодняшний день они стали максимально компактными и оригинальными по внешнему виду. Потому их чаще называют солнечными панелями. Данная статья повествует о том, как работает система солнечного электроснабжения, какие выбрать, какова стоимость.

• Определение и принцип работы
• Виды солнечных панелей
• Критерии выбора

Определение и принцип работы

Солнечные батареи – система, состоящая из фотоэлектрических преобразователей, благодаря которым возникает фотоэффект. Фотоэффект осуществляется за счет переходов р-n. Принцип работы устройства заключается в преобразовании солнечной в электрическую энергию. Основой и ключом данного преобразования является полупроводник. Самым эффективным и актуальным на сегодняшний день фотоэлементом считается кремний.

В производстве автономного электроснабжения от энергии Солнца существуют два типа кремния: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллический кремний характеризуется по внешнему виду темно-серым оттенком и тонкими линиями поверхности. Он производится в промышленных условиях и в процессе производства разрезается на тончайшие пластины. Поликристаллический кремний является представителем полупроводников нового поколения с большим процентом коэффициента полезного действия. Процесс изготовления поликристаллического кремния кардинально отличается отего предшественника. Применяется способ литья, а внешний вид пластины на основе поликристаллического кремния характеризуется синим оттенком с переливами. Поликристаллический кремний дополняют другими микроэлементами, такими как мышьяк и бор.

Как выше писалось, чтобы преобразовать такую энергию в электричество следует организовать все условия для создания фотоэффекта, связанного с физическими термином «переход р-n». Фотоэлемент имеет конструкцию, состоящую из двух частей, так сказать пластин, кремния. В одной из пластин находятся атомы бора, а в другой – мышьяка.еще одним отличием такой конструкции считается переизбыток электронов в одном слое и недостаток в другом. Границей верхнего и нижнего слоев является этот самый переход p-n.

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Итогом соприкосновения солнечных лучей с полупроводником становится освещение и взаимодействие верхнего и нижнего слоев по типу электродов обычной батареи. Солнечная энергия активизирует электроны, находящиеся в пластине. Далее происходит перемещение их по кругу с одного слоя в другой. Чтобы в такой ситуации получить автономное электроснабжение следует напаять тонкий слой проводника и организовать подключение к напряжению. Поскольку такая энергия получается природным путем без применения химических реакций, срок эксплуатации системы достаточно большой, что подтверждают многочисленные отзывы пользователей.

Известно, что целенаправленное изучение данной науки на увеличение КПД солнечной батареи привело к использованию дополнительных микроэлементов, способствующих работоспособности систем. Теперь совместно с кремнием применяются в производстве солнечных станций такие элементы: галлий, арсенид, медь, селен, кадмий.

Виды солнечных панелей

Солнечные батареи для частного дома могут быть трех видов, различающихся технологией производства, а также дополнительными компонентами. В основу всех видов входит самый на данное время эффективный фотоэлемент – кремний. Вот основные виды данной батареи для частного дома:

Критерии выбора

Для того чтобы выбрать солнечные батареи для дома, следует осуществить расчет потребляемой энергии, а также расчет возможностей комплекта данного устройства. Второй пункт максимально зависит от мощности выработки энергии при определенных погодных условиях. Для расчета выработки солнечной энергии необходимо учитывать угол наклона панели.

Для круглогодичного потребления солнечной энергии рекомендуется выбрать угол больше на 15̊ от географической широты.

Расчет ожидаемой солнечной энергии требуется проводить для трех частей года: расчет для зимнего минимума, расчет для основной части года и расчет летнего максимума. В разных странах показатели этих минимумов и максимумов выработки энергии Солнцем отличаются. Среднестатистическая инсоляция вычисляется на 1 кв.м. По многочисленным отзывам, сколько бы ни была указана производителем максимальная мощность комплекта батареи ориентироваться следует на номинальную, поскольку она неизменна.

Для обеспечения частного дома автономным электроснабжением одних солнечных батарей недостаточно, в комплект нужно еще включить аккумулятор, контролер напряжения и инвертор. Основываясь на отзывы пользователей такими чудо-устройствами, можно смело заявить: сколько бы не стоила данная конструкция,если правильно рассчитать потребляемую и вырабатываемую Солнцем энергию, можно обеспечить себя отличной заменой электричества. Как известно времена меняются, и прогресс на месте не стоит, поэтому вполне вероятно, что скоро солнечная энергия полностью заменит электричество.

Альтернативные источники получения электрической энергии становятся все более востребованными, ведь они дают возможность сделать свое жилье энергонезависимым, при этом позволяют дополнительно экономить на оплате счетов. Естественно, многие предварительно хотят узнать, сколько стоят солнечные батареи для частного дома, дабы точно понимать, на какие расходы нужно быть готовыми изначально.

Чтобы определиться с окончательной ценой, необходимо провести определенные расчеты, позволяющие определить мощность оборудования и условия функционирования. Исходя из этого, и определяется расчетная стоимость.

Проводим расчет мощности

Расчет солнечных батарей для частного дома проводится с учетом общей энергетической нагрузки, возлагаемой на будущую конструкцию. То есть, от того, сколько именно электричества нужно для полного обеспечения вашего жилья:

• если вы хотите создать полноценную станцию, нужно ориентироваться на панели в 150-250 ватт;
• если вам нужно сделать освещение для дачного домика, достаточно панелей в 50 ватт.

Рассчитываем потребление энергии

Прежде, чем покупать солнечные батареи для частного дом, отзывы о которых в подавляющем большинстве положительные, нужно определиться с общей мощностью всех питаемых приборов:

• учтите все приборы, потребляющие «свет»;
• запишите их мощность;
• умножьте на количество времени работы в сутки.

Потребление электричества бытовой техники и различных приборов указывается в инструкции или на задней крышке.

Получив данные по каждому отдельному прибору, лампочке, сложите их - конечная цифра покажет, сколько киловатт в час необходимо вашему домовладению. Естественно, лучше немного округлить данные в большую сторону, чтобы перестраховаться. Поскольку все расчеты, как показывает практика, проводимые на данном этапе зачастую показывают минимальную потребность.

Полученные цифры станут основой для последующих подсчетов, позволяющих понять, какое именно количество панелей понадобится, какова будет их окончательная цена, сколько вспомогательного оборудования понадобится.

К слову, к вспомогательным приборам, обеспечивающим накопление и подачу собранной фотопанелями энергии, относятся:

• специальные контролеры;
• аккумуляторы;
• инверторы.

Помните и о том, что в аккумуляторах «теряется» в среднем около пятой части собранного электричества. Так что это также обязательно принимайте при проведении подсчетов. То есть, полученное значение базового потребления необходимо увеличивать на 20%.

Как добиться рационального расхода света?

Конечно, стоимость солнечной батареи для частного дома может показаться кому-то слишком большой, но чтобы таких фотопанелей пришлось покупать меньше, позаботьтесь о рациональности расхода «света». Для этого:

• замените лампочки на энергосберегающие;
• используйте бытовую технику класса А и подклассов А+, А++, А+++.

Тем самым вы сможете существенно сократить расходы на закупку, установку панелей и прочих нужных приборов для их функционирования.

Не забывайте об инсоляции!

Пытаясь понять, сколько стоят солнечные батареи для частного дома, нужно помнить и о таком значении, как инсоляции. Она означает то, сколько именно энергии солнца попадает на каждую отдельную единицу площади фотопанелей.

При проведении всех подсчетов инсоляция учитывается в обязательно порядке. Ведь в некоторых регионах солнечного света бывает недостаточно, а потому даже наиболее мощные, производительные гелиосистемы так и не смогут «показать» заданную производителем конечную мощность. То есть, вы не будете получать необходимые объемы «света».

Естественно, инсоляция индивидуальна для каждого региона страны - получить подробные данные о ней можно двумя способами:

• воспользовавшись специализированными справочниками;
• покопавшись на сайтах метеорологической направленности.

Понятно, что наибольшая инсоляций приходит в летний период времени, а наименьшая - в холодные месяцы.

Конечные результаты

Когда у вас будут подсчитаны данные по потреблению энергии в вашем доме, а также подготовлены показатели активности Солнца в вашем городе, можно легко определить количество панелей.

В первую очередь энергетическую норму необходимо разделить на показатель инсоляции выбранного месяца.

Совет. Принципиально просчитывать все именно помесячно. Ведь инсоляция постоянно меняется, что сказывается на итоговых подсчетах.

Полученная цифра должна быть разделена на мощность установки, приглянувшейся вам (она указывается в документации к гелиопанелям) и число округляется в большую сторону, до целого - это и будет количество требуемых панелей.

Помните, что крайне важно точно знать, в какое время года вся система будет работать полностью - это связано все с той же инсоляцией. Ведь в разные месяцы для получения требуемого количества «света» понадобится разное количество фотобатарей.

Чтобы было понятнее, приведем конкретный пример:

• допустим, суточная норма потребления энергии в доме составляет 15 киловатт/час;
• инсоляция - 3 кВтч на каждый квадратный метр площади;
• мощность одной фотобатареи достигает 300 ватт, то есть - 0,3 кВт;
• для получения числа требуемых панелей расчет ведется следующим образом - 15/3/0,3 = 16,6;
• округляем результат в большую сторону и получает 17 фотопаналей;
• зимой показатель инсоляции может падать и составлять, например, 1 кВтч - в таком случае вам потребуется 50 фотопанелей.

В денежном выражении

Итак, вы решили приобрести солнечные батареи для частного дома и провели все расчеты, чтобы узнать стоимость комплекта. Как видите, все будет зависеть во многом от той мощности, которая потребуется вам.

Конечно, не стоит забывать, что есть и прочие составляющие, оказывающие непосредственное влияние на цену:

• производитель;
• тип используемых в выбранных гелиосистемах ячеек;
• размеры.

Например, монокристаллические модели обойдутся несколько дороже, но и их эффективность будет повыше, а габариты - меньше. А вот поликристаллическое оборудование - несколько дешевле, но более габаритно.

Кстати, размеры также могут иметь определяющее значение - не всегда есть возможность поставить более крупные изделия.

Если говорить о фирме, производителе, то тут все довольно просто. Оборудование из Германии и США относительно дорогое, но высокого качества. Российские и китайские разработки будут дешевле, и по качеству если и уступают, то не сильно, поскольку они собираются из европейских комплектующих - по сути, в России и Китае налажена сборка уже готовых элементов, а не их производство.

Итог

Пользуясь нашими рекомендациями по проведению расчетов, вы сможете точно определить, сколько именно и каких панелей понадобиться для того, дабы обеспечить свое домовладение электричество - как в качестве постоянного, независимого источника освещения, так и в качестве дополнительного, резервного.

На видео можете посмотреть жесткий тест солнечных батарей

Благодаря современным технологиям каждый из нас имеет возможность твердо идти в ногу со временем. Наиболее значимое достижение научного мира – это извлечение энергии из некоторых природных феноменов. Современный человек давно уже научился использовать энергию таких стихий, как ветер и вода. Сегодня настало время для получения энергии от солнечного тепла. Солнечная энергия является неиссякаемым источником, поэтому грех ее не использовать на благо всего человечества. Солнечные батареи для отопления дома приобретают все большую популярность среди владельцев частных и загородных домов.

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи. Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома. Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

• Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
• Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
• Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
• У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

• Малые фотоэлектрические системы.
• Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме. Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы. Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

• Вакуумный солнечный коллектор.
• Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
• Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
• Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
• Электрический тэн или тепловой насос.

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома, количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно. Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла. Все, что нужно, - это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Солнце – это источник энергии для всего живого на Земле. Учёные доказали, что если бы человек использовал хотя бы 1 процент энергии солнечных лучей, которые попадают на Землю за год, её бы хватило на годы вперёд для всех потребностей человечества.

Если в нашей стране солнечная энергетика – это энергетика будущего, то во многих европейских странах и странах северной Америки, её уже давно научились качественно «добывать» и использовать в своих целях. Помимо солнечной, существует так же и ветровая энергия или энергия воды. Но остальные два вида, дают значительно меньше желаемого результата, хотя так же активно используются на сегодняшний день.

Солнечные батареи работают по следующему принципу: солнечные лучи, попадая на поверхность батареи под углом 50-90 градусов, при помощи фотоэлектрических преобразователей перерабатываются в электроэнергию, откуда потом, электричество может поступать как в дом или в общую городскую сеть, так и накапливаться при помощи специальных аккумуляторов.

Основным составляющим элементом солнечной батареи является кремниевый минерал, который наносят на специальное покрытие, что вместе зовётся фотоэлектрическим преобразователем.

Кремний является одним из самых распространённых элементов на Земле, тем не менее подобного рода конструкция стоит не дёшево. Этот элемент является полупроводником.

Существуют и другие полупроводники, помимо кремния, которые так же используют в конструкциях солнечных батарей, но они относятся уже к редкоземельным элементам и стоят на порядки дороже. Их КПД составляет до 40 %.

В зависимости от способа нанесения кремния на поверхность батареи разделяют на три большие группы. Они отличаются, в первую очередь, технологиями нанесения, а так же качеством материала, из которого они изготовлены. Все вместе, эти показатели влияют на качество работы батареи: коэффициент полезного действия «КПД», срок службы и тому подобное. Ниже, приведены характеристики трёх самых распространённых групп солнечных батарей.

Тонкоплёночные или аморфные . Являются самыми недорогими, но в то же время и самыми низкопродуктивными. Их изготовляют по принципу нанесения тонкой плёнки кремния на основную панель, которая сверху покрывается защитным слоем. Средний КПД для таких батарей около 7-10%, что можно считать нормальным, учитывая цену. Покрыв такими батареями значительную площадь, можно добиться желаемого эффекта. Помимо этого, они быстрее изнашиваются, чем остальные именно из-за технологий нанесения полупроводника. Но, в таких моделях есть и свои плюсы. Тонкоплёночные солнечные батареи способны поглощать и перерабатывать солнечную энергию даже при рассеянном свете. Это означает, что даже в пасмурную погоду Вы сможете получить немного электричества. Имеют коричневую или чёрную окраску.

Поликристаллические . Их получают путём нагревания расплава кремния, нанесения его на основную панель и медленного охлаждения. Такие батареи прослужат Вам значительно дольше, их КПД также в разы выше «17-20%», соответственно и стоимость таких солнечных батарей будет выше. Хотя, в отличии от предыдущего вида, этот малоэффективен при рассеянном свете. Имеют синюю неоднородную окраску.

Монокристаллические . Являются самыми дорогими из всех кремниевых солнечных батарей. И это вполне оправдано как материалом, так и технологией нанесения. Их производят за счёт разделения минерала кремния на тонкие пластины, без переплавки и измельчения. В самородном варианте кристаллы кремния не встречаются, его добывают из кварца или песка.

Поэтому, чтобы получить пластины кристалла, сначала нужно пройти этап выращивания кристаллов в лабораторных условиях. За счёт этого, цена на монокристаллические батареи в разы возрастает. КПД таких батарей один из самых высоких и составляет 20-25 процентов. Имеют ярко-синюю однородную окраску.

Помимо технологий создания и качество основного материала, на продуктивность всей конструкции влияет так же и способы размещения батарей. Наиболее благоприятным для солнечных батарей является такое положение, когда угол падения прямых солнечных лучей приближается к 90 градусов. Конечно же такого угла добиться непросто, особенно учитывая то, что солнце изменяет своё положение в течение дня. Зато, можно подобрать такое положение и угол, при котором средний угол падения солнечных лучей за день будет максимальным.

Существуют конструкции с автоматизированным «иногда требуется вмешательство человека» или автоматическим «вмешательство человека не требует совсем» управлением, которое позволяет менять положение батареи в течение дня и в зависимости от времени года. Но, такие системы управления не каждому будут по карману. Зато, в частном доме, можно установить батареи таким образом, чтобы иметь возможность переставлять их или немного менять угол наклона вручную.

Это будет и не дорого, и удобно

Из-за созвучности слов, широко распространённым является мнение, что солнечные батареи для частного дома используются только для отопления дома. Это вовсе не так. Солнечные батареи всего лишь помогают перерабатывать солнечную энергию в электрическую, которую потом можно использовать для абсолютно любых целей: зарядки ноутбука, просмотра телевизора, для электроплиты, микроволновки и тому подобное. В том числе, и для электрического отопления дома.

За всем этим следует вполне логичный вопрос: а сможет ли солнечная батарея обеспечить все потребности обеспечения жилого дома? Ответ – да, стоит только правильно рассчитать нужно количество электроэнергии в месяц, после чего рассчитать нужное количество солнечных батарей.

Что касается отопления, то в случае водяного отопления в среднем, требуется около 200-300 Вт в час. Для этого будет вполне достаточно двух солнечных батарей средней работоспособности.

Для поддержания работоспособности круглые сутки, иногда в комплект входят и аккумуляторы для накапливания энергии. Поэтому, можете не волноваться, что ночью или в пасмурную погоду Вы останетесь без электричества. Минус только в том, что такие аккумуляторы не способны накапливать слишком много энергии, и их мощности хватит максимум на два-три дня при умеренном использовании. К тому же, время жизни аккумуляторов значительно меньше, чем самой батареи, за счёт чего, в будущем Вам придётся их менять. Поэтому, ещё одним способом избавиться от излишней энергии является скидывание её в общую городскую сеть, за счёт чего Вы будете получать дополнительный доход. Можно так же оплачивать электроэнергию этими деньгами во время пасмурных дней или ночью. Во многих странах уже давно практикуют подобные системы оплаты, это называется «Зелёный тариф». Вы будете либо получать прибыль, либо уходить в ноль. За счёт этого, солнечные батареи быстро окупаются.

Солнечные батареи своими руками – это процесс довольно условный, поскольку своими руками Вы сможете максимум соорудить каркас для их удерживания на крыше. Фотопреобразователи своими руками не сделать, их придётся покупать уже готовыми. Но, всё же сами по себе они стоят гораздо дешевле, чем солнечная батарея полностью готовая к использованию. На этом можно хорошенько сэкономить.

Расчет солнечных батарей для частного дома можно произвести достаточно просто. Количество солнечных батарей для поддержания жизнеспособности жилого дома можно осуществить из средней потребляемой электроэнергии за год, а так же исходя из уровня солнечной инсоляции в Вашем регионе. Инсоляция – это количество солнечной радиации в киловаттах, которое попадает на 1 метр квадратный участка земли за один час. Этот показатель напрямую зависит от географической широты и времени года.

Для России, территориями с наиболее высоким показателем инсоляции является южная и юго-восточная части. Средние показатели на востоке, а низкие – на севере и западе.

Если Вы планируете энергообеспечение на весь год, и зимой и осенью, то рассчитывать количество батарей следует из статистики самых неблагоприятных месяцев как минимум за последние 10 лет. К неблагоприятным месяцам относятся те, в которых количество солнечных дней наименьшее или же тогда, когда средний показатель инсоляции наименьший за весь год.

При таких расчётах, вы гарантировано будете обеспечивать себя 100% самостоятельно весь год, но переизбыток энергии будет огромным в летние месяцы. Если в Вашем городе нет «Зелёного тарифа», о котором упоминалось раньше, то такое количество солнечных батарей будет не рациональным в плане цены/полученной энергии. К тому же, количеств энергии, накопленной в аккумуляторе будет стоит дешевле, чем сам аккумулятор, что тоже не есть хорошо. В таком случае, наиболее рационально будет всё же время от времени использовать городскую электросеть.

Пример расчёта количества солнечных батарей на основе средней потребляемой электроэнергии в час приведён ниже:

Предположим, что потребность в электроэнергии составляет 20 киловатт в час «это можно определить экспериментальным путём», а средний уровень инсоляции в месяц – 3 киловатта в час. Мощность солнечных батарей – 0.3 киловатта в час. Следовательно, вам понадобится: 20/3/0.3 = 23 «округляем в большую сторону» штуки панелей.

Есть много способов уменьшить потребление электроэнергии при этом, не почувствовать дискомфорта:

• выключать все электроприборы из розетки, когда ими никто не пользуется;
• выключать свет, кода он не нужен;
• заменить все лампы накаливания на энергосберегающие;
• заменить всю старую технику на новую;
• не использовать зарядные устройства, когда телефон/ноутбук заряжены на 100% и тому подобное.

Как ни странно, но зимой коэффициент солнечной инсоляции всего в 1.5-2 раза меньше, чем летом, с учётом того, что день солнечный. Проблема возникает при пасмурной погоде на протяжение недель. В регионах с подобным климатом установка солнечных батарей противопоказана, наоборот ветряки могут оказаться значительно эффективнее. Часто, продолжительная пасмурная погода бывает и осенью, из-за чего продуктивность солнечных батарей может не только снизиться, но и вовсе прировняться к нулю. Помимо всего прочего, эффективность зависит и от угла, с которым расположены солнечные панели. Зимой, максимально эффективный угол отличается от того, что есть летом, поскольку летом солнце находится выше. Поэтому, при установке солнечных панелей стоит предусмотреть так же и ручную смену угла в зависимости от времени года.

Максимальной эффективности зимой можно добиться за счёт расположение солнечной панели субверитикально или вертикально, с направлением на юго-восток.

Теперь, Вас должен посетить вполне логичный вопрос: сколько стоит солнечная батарея для частного дома. Одна поликристаллическая панель стоит порядка 70-80 долларов, а комплект «вместе с системой для закрепления, контроллером, преобразователем и предохранителем» – порядка 150-200 долларов. Солнечные батареи для частного дома купить можно в любом интернет-магазине, лучше всего с доставкой на дом.

Как уже говорилось выше, в основном, эффективность работы солнечных батарей зависит от их месторасположения. Если на батарею попадает даже незначительная тень, то эффективность всей панели снижается как минимум вдвое. Поэтому, в первую очередь стоит позаботиться о том, чтобы они были расположены максимально далеко от деревьев и солнечному свету ничего не мешало. Помимо деревьев, тень может падать от зданий или других сооружений. Даже маленький листочек, упавший с дерева, или же слет от птичьего помёта могут создать перебои в работе солнечных батарей.

Второй особенностью, на которую следует обратить своё внимание является ориентация. Если

Ваши панели расположены на земле, то выставить нужную ориентацию вручную будет несложно.

Но, из-за теней, расположение на земле применяется редко. С другой стороны, откорректировать направление на батареях, которые расположены на крышах не так-то просто. Особенно, если это крыша в виде треугольника. Тем не менее, старайтесь, чтобы направление батарей в летнее время было лицом на юг, а в зимнее – на юго-восток.

Ещё одной особенностью, о которой упоминалось выше является угол наклона. Он очень важен, поскольку максимальной эффективности можно добиться только при угле 90 градусов. Это практически невозможно, поскольку солнце меняет своё положение в течение дня. Тем не менее, можно отрегулировать угол так, чтобы угол падения солнечных лучей был в среднем 70-80 градусов за день, но не ниже 50.

Опора для солнечных панелей на крыше частного дома

Прежде всего важен материал. Из которого сделана крыша и то, сможет ли он выдержать нагрузки. Это очень важный фактор, поскольку солнечные батареи весят не мало. Вы должны произвести все расчёты, учитывая так же и вес снеговой шапки «минимум 10 сантиметров в высоту» зимой. Это нужно для того, чтобы крепление было надёжным и не подвело в самый неподходящий момент.

• Если вы приобрели готовый комплект солнечных батарей, строго следуйте инструкции по установке.
• Солнечные панели должны располагаться на высоте 5-10 сантиметров от поверхности крыши, что обеспечивает максимально комфортную работу, защиты от перегрева и скопления влаги, а так же – вентиляцию.
• Обычно, панель солнечной батареи имеет вид прямоугольника и рассчитана исключительно на вертикальную или горизонтальную установку. Прежде, чем установить панель, внимательно прочтите паспорт и следуйте рекомендациям.
• Нельзя сверлить в солнечной батареи дополнительные дырки для крепления, это приведёт моментально к её неисправности.

Чаще всего, в комплекте к солнечным батареям идёт и система крепления, но её можно соорудить и самостоятельно, при помощи металлических перекладин и саморезов. Важно только.

Чтобы материал для крепления был прочным и надёжным

Помимо всего, в комплекте с солнечными панелями идут обязательно преобразователь, контроллер, предохранитель и аккумуляторы. Суммарно вырабатываемый поток электроэнергии не должен превышать максимально допустимых значений для контроллера и преобразователя, поскольку это приведёт к их неисправности.

Соединение панелей происходит при помощи медного проводника, который будет стойким к ультрафиолетовому излучению с минимальным сечением 4 миллиметра. Проводники, которые выходят из солнечных батарей имеют разъём МС4, поэтому для соединение рекомендуется использовать коннекторы, а не скручивать. Плюс такого разъёма заключается в том, что он обеспечивает максимальную герметичность. Для варианта установки панели на крыше – это немаловажно.

Последовательность соединения такая:

• Аккумуляторы подключаются к контроллеру
• Солнечные батареи так же подключаются к контроллеру
• С использованием предохранителя, к контроллеру подключаются пользователи 12В
• Потребители 220В подключаются только к аккумуляторам через инвертор, также с использованием предохранителя.

Соблюдать последовательность важно, так, как Вы гарантировано не сможете нанести вред технике ещё до начала её использования. Солнечные батареи, это не только выгодное решение, но и экологически чистая энергия будущего.

Одним из преимуществ собственного дома является возможность его модификации. В том числе и источниками альтернативной энергии. Солнечные батареи для частного дома – наилучший на данный момент способ обеспечить себя экологичным электричеством.

С чего начать

Подсчет затрат электроэнергии. Для установления необходимой мощности системы солнечных панелей, нужно подсчитать, сколько электричества вы расходуете. Очень многое в этом вопросе зависит от того, используется ли частный дом постоянно или только как дача в определенные сезоны года. Для подсчета возьмите квитанции по оплате за электроэнергию за год и установите общее количество киловатт, затраченных за этот период, затем разделите на 12 (количество месяцев) – вы получите среднемесячный расход электроэнергии.

Расчет среднемесячного расхода потребляемого электричества

Как показывает опыт и отзывы реальных потребителей, в средней полосе России полученный результат необходимо умножить на коэффициент 16, чтобы получить необходимую мощность батарей в Ваттах.

Рассмотрим пример. За год вы потратили 1625 кВт, делим эту цифру на 12 месяцев и умножаем на коэффициент 16 – получается, 2166 Ватт. Т.е. система солнечных батарей будет обеспечивать такой дом, если ее мощность будет не менее 2200 Ватт/час

Где крепить?

Крыша. Закрепление солнечных батарей на крыше – очевидное, но не всегда лучшее решение для частного дома. Направленный на юг скат крыши действительно обеспечивает наилучший результат из стационарных способов крепления солнечных батарей, но на этом варианты не ограничиваются.

При таком закреплении скат крыши должен быть на ЮГ

Стены. Если стена «смотрит» на юг – она отлично подходит для размещения на ней солнечных батарей. Понаблюдайте, не падает ли на стену тень от деревьев, хозяйственных построек, забора, иных объектов. Не размещайте солнечные панели в этих местах.

Желательно также использовать южную стену

Не стоит ставить панели на восточной или западной стенах. Таким образом, в самый интенсивный период светового дня вы будете получать на свои панели только косые лучи, что значительно снижает эффективность системы

Свободное размещение. Самый эффективный вариант размещения солнечных батарей, но требует свободной площади во дворе. При свободном размещении солнечных батарей в частном доме их можно закреплять на шарнирах и таким образом, направляя их поверхность к солнцу под 90°.

Такое расположение батарей позволяет получить от них максимум мощности

Что входит в систему

Солнечные панели . О том, как их собрать, мы писали в (откроется в новом окне). Вы можете купить готовый комплект солнечных батарей для дома, но для экономии средств можно приобрести поликристаллические фотоэлементы и собрать солнечные батареи для своего дома своими руками.

Инвертор. Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток, близкий к 12 или 24 вольтам (в зависимости от подключения), инвертор преобразует его в переменный 220 В и 50 Гц, от которого можно питать все бытовые приборы.

Аккумулятор. Даже их система. Солнечная энергия вырабатывается не постоянно. В пиковые часы её может быть переизбыток, а с наступлением сумерек её выработка прекращается вовсе. Аккумуляторы накапливают электричество в течении светового дня и отдают его вечером/ночью. Как выбирать аккумулятор для солнечной электростанции написано в (откроется в новом окне).

Контроллер. Обеспечивает полный заряд аккумуляторной батареи и защищает её от перезарядки и закипания. О том, какой контроллер выбрать мы писали в (откроется в новом окне).

Выгодны ли солнечные батареи для частного дома

В западных странах мода на солнечную энергетику продиктована больше заботой об экологии, чем поиском экономической выгоды. У нас реалии несколько иные.

При сохранении нынешних цен на поставляемое электричество, система из солнечных батарей, собранная своими руками для одного частного дома и семьи из 4 х человек, полностью окупается за 4-5 лет. При этом срок службы фотоэлементов – составляет 20-25 лет, а вот аккумуляторы придется менять через 5-7 лет в зависимости от качества батарей.

Пока нигде в мире (и Россия не исключение) не наблюдается снижения цен на поставляемое электричество, поэтому за срок службы фотоэлементов в солнечной панели, система успеет окупиться как минимум 4-5 раз.

Видео. Как рассчитать необходимое количество солнечных батарей для дома

В ролике наглядно показан порядок расчета площади солнечных батарей для частного дома. Полезно для тех, кто хочет учесть все расходы на сооружение системы автономного солнечного электроснабжения уже на этапе планирования.