Солнечные батареи на даче

Производство солнечных батарей

Солнечная батарея состоит, как известно, из нескольких обязательных частей. Основой основ у нее, подобно двигателю у машины или сердцу у человека, является солнечная панель – прозрачный прямоугольный короб с темными квадратиками тонко нарезанного кремния внутри. Кремний, используемый в производстве, а точнее его оксид (соединение с кислородом) – основной элемент производства солнечных батарей. 

Технологии, лежащие в основе производства солнечных батарей, все время совершенствуются и состоят из нескольких этапов.

• На первом этапе подготавливают сырье: очищают кварцевый песок, прокаливая его с коксом. В результате он освобождается от кислорода, превращаясь в куски чистого кремния, напоминающие чем-то уголь. Затем, из него выращивают кристаллы – основу солнечных панелей, упорядочив структуру кремния. Для этого чистый кремний опускают в тигель, нагревают до высокой температуры, добавляя в расплавленную лаву затравку. Можно сравнить ее с образцом будущего кристалла, вокруг которого, слой за слоем нарастает кремний упорядоченной структуры. После нескольких часов роста получается кристалл монокремния (или поликристаллический кремний, процесс получения которого более затратный, что сказывается на цене солнечных батарей из него), напоминающий большую сосульку. Затем заготовку  цилиндрическую превращают в параллелепипед. После этого заготовку режут на пластины толщиной 100-200 микрон (толщина трех человеческих волос), тестируют их, сортируют и направляют на следующую стадию обработки.
• На втором этапе пластина паяют в секции, их которых на стекле  формируют блоки, чтобы исключить возможность механического воздействия на  готовые солнечные элементы. Секции обычно состоят из 9-10 солнечных элементов, блоки – из 4-6 секций.
• Третий этап заключается в ламинировании спаянных в блоки пластин этиленвинилацетатной пленкой, а затем защитным покрытием, который осуществляется  с помощью компьютера, который следит за давлением, вакуумом и температурой.
• Четвертый этап заключительный. Во время него монтируется соединительная коробка и алюминиевая рама. Вновь проводят тестирование, во время которого измеряют показатели напряжение холостого хода, ток короткого замыкания, напряжение и ток точки максимальной емкости.

Использование солнечных батарей производства Suntech для освещения стадиона в Пекине

Преимущества и недостатки солнечных батарей

Для начала рассмотрим преимущества установки данной конструкции:

• Значительная экономия денег расходов на электроэнергию. Ваша семья будет потреблять намного меньше электроэнергии от сети, за счет чего выплаты за свет значительно сократятся;
• Независимость от работы электростанции. Если в городе свет на длительных срок отключают редко, то в дачных поселках отсутствие электричества 1-2 дня – это нормальное явление. Однако с солнечными батареями у вас будет свет несмотря на работу электростанции;
• Долговечность. Все элементы конструкции изготавливаются из надежных сплавов металлов, песок раскаливается до максимальной температуры, пока не станет твердым, как сталь. Эксперты отмечают, что солнечные батареи обходятся без технического обслуживания десятки лет;
• Позволяет сохранить чистоту атмосферы. Электростанции совершают непоправимый вред окружающей среде, тогда как солнечные батареи – это экологически чистое приспособление, которое никак не влияет на окружающую среду.

Установка панелей рядом с домом

Монтаж солнечных батарей на кровле

К недостаткам стоит отнести следующие пункты:

• Бесперебойный доступ к электричеству не всегда возможен. Летом пользование солнечными батареями вполне целесообразно, тогда как в зимнее время приспособление вряд ли окажется эффективным. Однако, учитывая, что проживание в дачных домах чаще всего происходит именно в летние деньки, этот минус можно не учитывать;
• Высокая стоимость. Как правило, постепенно выплачивать десятки тысяч рублей за конструкцию нельзя – нужно выложить всю сумму сразу. Это не под силу некоторым семьям.

Теперь, когда вы знаете, какие преимущества и недостатки имеют солнечные батареи для дачи в комплекте, вы сможете взвесить все «за» и «против», и принять правильное решение.

Топ-4: GPSolar 20 Вт GPP20W36 20 Вт поликристалл за 1800 рублей

Важные показатели

• Тип – поликристаллический;
• Значение напряжения номинального и при max мощности – 12 и 17, 5Вт,
• Ток короткого замыкания и напряжение холостого хода – 1,3А и 21,6 В;
• Ячеек – 36 шт.;
• Размеры – 475х25х350 мм;
• Масса модуля – 2,11 кг;
• Диапазон температуры — -40℃～+85℃.

Стоимость

Применяется в светильниках на солнечных батареях, используемых на дачах.

Где купить	Цена в рублях
https://www.sosvetom.ru/cat/solnechnaya-batareya-gpsolar-20-vatt-gpp20w36/	1955
http://gpsolar.ru/production/solar-battery-gpsolar_gpp20w36/	по заявке
http://www.altecology.ru/catalog/solnechnyj-modul-gpsolar-gpsolar-gpp20w36/	1800
http://kir.expoopt.ru/product/565	1800

Этапы монтажа

Рассмотрим, как монтируются солнечные батареи, как установить в частном доме весь комплект оборудования. В первую очередь необходимо изучить инструкцию, которая прилагается к солнечным батареям. Независимо от типа опорной конструкции или места установки, для каждого типа панелей имеются собственные требования и нюансы. Их необходимо выяснить и учесть при монтаже.

Кронштейны

Перед началом работ необходимо приобрести комплект поддерживающих профилей, на которые производится установка солнечных батарей, цена которых зависит от конструкции и размера. Существуют обычные кронштейны, обеспечивающие вентиляционный зазор между панелями и поверхностью кровли. Есть более дорогие конструкции с регулируемым углом наклона.

Эти профили позволяют получить максимум эффекта от использования солнечных батарей, но создают увеличенную ветровую нагрузку на кровлю и стропильную систему. Необходимо приобретать профили, соответствующие особенностям основного кровельного полотна. Монтажные кронштейны в комплект поставки профилей не входят, их надо приобрести отдельно.

Опорная конструкция

Монтаж опорной конструкции выполняют на освещенной стороне крыши. Размеры и соотношения указаны в инструкции, для большей уверенности можно самостоятельно измерить расстояния между крепежными отверстиями панелей. Если используются прижимные фиксаторы, надо обеспечить правильное расстояние по периметру профилей. Необходимо обеспечить такое расстояние между панелями, чтобы было удобно очищать, обслуживать и менять их по мере необходимости.

Направление

После монтажа профилей приступают к установке панелей. Рекомендуется начинать работы с верхнего ряда и постепенно спускаться вниз (если количество солнечных батарей того требует)

Принципиальной сложности этот процесс не составляет, но работы на высоте сами по себе требуют аккуратности и осторожности

После того, как установка солнечных батарей на крыше, цена которой может быть значительно снижена, если все сделать самостоятельно, завершена, приступают к размещению аппаратуры и соединению ее с панелями. Специальный кабель заводят с крыши в специально отведенное помещение, где находятся устройства хранения и переработки электроэнергии.

Расчет потребляемой энергии и окупаемости

Примерный подсчет потребляемой энергии представлен на следующем фото:

Расчет потребляемой энергии и стоимости солнечной установки

В первой таблице мы видим устройства, которые потребляют электроэнергию, их количество в доме (примерное), мощность, время работы и выходную мощность, измеряемую в кВт. Вторая таблица дает представление о сумме, которую придется заплатить за покупку оборудования.

Многих интересует вопрос, насколько быстро окупаются затраты на солнечные панели и их компоненты. Специалисты отвечают, что в среднем покупка конструкции окупается за 5-7 лет. В странах, где солнце светит круглый год, этот срок сокращается до 2-3 лет. Главный фактор, влияющий на окупаемость установки – это количество солнечной энергии, падающей на панели. Чем ее меньше, тем дольше будет окупаться батарея

Однако если брать во внимание быстрый рост цен на электроэнергию и постоянный спад стоимости солнечных батарей, покупка конструкции – это отличный вариант для тех, кто хочет экономить

Топ-4: DELTA SM 30-12 MОсобенности

Обзор

Те же высококачественные элементы, что и у описанных моделей, присутствуют в данной конструкции. Они обеспечивают высокую производительность и надежность.

Благодаря большой жесткости, модуль не деформации даже в экстремальных погодных условиях.

Технические показатели

• Напряжение 12 В;
• Мощность 30 Вт;
• Тип – моно;
• Ток короткого замыкания 1,73 А
• Напряжение в максимальной точке и ток — 18,57 В и 1,62А;
• КПД модуля и элемента11,74 и 16,96 %;
• Размер 25х449х554 мм;
• Масса 2,9 кг.

Контроль качества

Этот фотоэлектрический модуль, выдающий 30 Вт мощности, собран на самом современном оборудовании из ФЭПов высочайшего класса.74 пункта контроля они проходят до полной готовности.

Гарантия

Ее производитель дает на10 лет. Она сохраняется даже, если модули были подвержены воздействиям тепловым и механическим. От заявленной мощность в течение 10 лет может отличаться на 10%, в течение 25 лет – на 20.

Монтаж

Рекомендуется поручать его квалифицированным специалистам, поскольку обязательно нужно подключать нагрузку и АКБ через контроллер и соблюдать полярность.

Стоимость

Где купить	Цена в рублях
https://xwatt.ru/delta_sm_30-12_m-p-166509.html	1989
https://econrj.ru/solnechnie_paneli/solnechnaja-panel-delta-sm-30-12-m.html	1990
https://laptop.ru/catalog/product/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12-m.html	1950
http://www.akkumulator.ru/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12-m/	2280
https://xwatt.ru/delta_sm_30-12_p-p-166502.html	1962

Расчет потребляемой энергии и окупаемости

Как мы видим, вопрос, как выбрать солнечную батарею далеко не праздный.

Составим для себя небольшую таблицу всех предполагаемых потребителей электричества в вашем дачном доме.

В таблице необходимо собрать:

• все устройства потребляющие электроэнергию,
• их существующее или предполагаемое количество во всем доме,
• мощность каждого устройства,
• время работы в часах и потребляемую мощность прибора в кВт.

Вторая таблица дает возможность оценить те затраты, которые необходимо отдать за покупку оборудования.

Очень важно рассчитать полную нагрузку автономного инвертора при одновременном включении всех потребителей электроэнергии в вашем доме. Полученные показатели в правой колонке суммируем

Результат — мощность вашего будущего инвертора для вашей сети

Полученные показатели в правой колонке суммируем. Результат — мощность вашего будущего инвертора для вашей сети.

Не забудем про пиковые скачки напряжения при пуске некоторого электрооборудования, например, такого как поливочный электронасос. Если у будущего инвертора пиковая нагрузка окажется ниже вашего суммарного скачка всех приборов, подключённых к домашней сети, то ваш преобразователь может просто этого не выдержать и сгореть.

Из чего состоит комплект солнечных панелей для дачи?

Итак, что входит в стандартный комплект солнечных батарей для дачи?

• Солнечные панели. Количество может быть разным в зависимости от задач. Соединение делают как последовательное, так и параллельное. Это зависит от того, какое напряжение требуется на инверторе;
• Контроллер заряда. Он последовательно включается в цепь между аккумуляторами и солнечными панели. Его роль заключается в обеспечении стабильного напряжения на инверторе;
• Инвертор. Служит для преобразования тока. Его подключают параллельно к аккумуляторам;
• Аккумуляторы;
• Провода, разъёмы и другие вспомогательные детали.

Фотоэлектрические или солнечные панели представляют собой полупроводниковые пластины, соединённые последовательно. В комплектах для дачи используются кремниевые модули, имеющие КПД 13─20%. Они могут быть моно и поликристаллические. Гибкие солнечные панели в таких системах не применяются из-за низкой эффективности. Чтобы защитить полупроводниковые пластины, модули покрываются стеклом или другим материалом, который не пропускает инфракрасные лучи. Рамки модулей обычно выполнены из алюминия.

Фотоэлектрические панели

• тип фотоэлементов и их количество;
• интенсивность и угол падения солнечных лучей;
• температура модулей при эксплуатации.

Когда рассчитывают и покупают комплект солнечных батарей, обычно опираются на средний показатель потребления электричества в сутки. А также в расчёт берётся снижение мощности, вырабатываемой панелями, в течение нескольких дней. Это уже зависит от климата в конкретном регионе. Для выработки 1 киловатта, как правило, требуется комплект, производительность которого не меньше 200 ватт. Если планируется обеспечить полностью автономное электроснабжение дома, то производительность должна быть не менее 600 ватт. Напряжение, подаваемое на вход инвертора, может быть 12 или 24 вольта. А на его выходе уже 220 вольт.

В уходе фотоэлектрические панели неприхотливы. Периодически их следует очищать от пыли. Что касается снега, то тут можно встретить разные мнения. Некоторые говорят, что снег с поверхности панелей сползает сам и не мешает поглощению энергии солнца. Другие специалисты советуют устанавливать крепления для панелей, которые позволяют при необходимости ставить их в вертикальное положение. Вообще, крайне желательно иметь возможность смены угла наклона солнечных панелей.

Собственный опыт и впечатления

На нашей даче небольшая система из солнечных батарей успешно проработала несколько лет, пока не появилась возможность подключиться к общей электросети. Конечно же, когда после установки солнечных батарей мы смогли включить нормальный свет, холодильник, насос для воды, антенну и телевизор, это было просто чудо.

Однако за системой необходимо постоянно следить и поддерживать ее в правильном, работоспособном состоянии. Например, контакты на месте соединения проводов от солнечных панелей с контроллером заряда периодически окисляются и перестают качественно проводить заряд. Поэтому их необходимо периодически зачищать и подключать заново. Если этого не делать, то заряд от батарей поступает в аккумуляторы не полностью, мини-электростанция накапливает меньший запас электричества, чем рассчитывалось, и при включении обычной (рассчитанной для нее) нагрузки уже не справляется: скорость разряда становится быстрее скорости заряда. Кроме того, если система бюджетная и не очень мощная, необходимо очень четко понимать, какие электроприборы можно включать одновременно, а какие – нет.

Пока у нас с мужем была возможность часто ездить на дачу и следить за солнечными батареями, все хорошо работало и никаких проблем не возникало. Но когда обязанность поддерживать систему в рабочем состоянии легла на плечи наших пожилых родителей, начались проблемы с ее функционированием, потому что у них не хватало знаний и опыта. В итоге было принято решение воспользоваться появившейся возможностью подключиться к обычной электросети, чтобы не нагружать их лишними заботами.

Основываясь на нашем опыте, я могу сказать, что собрать достаточно бюджетную автономную мини-электростанцию на солнечных батареях вполне реально. И она действительно будет надежно и эффективно работать, обеспечивая основные потребности небольшого дачного домика. Однако для поддержания ее в хорошем состоянии нужно тщательно изучить вопрос и периодически проводить ее диагностику и профилактику.

Это интересно:

• Очаровательная дача под Выборгом
• Мойка у окна: мнение эксперта
• Мех в интерьере: 5 интересных идей

дача, техника

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше). Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов. В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

Видео описание

Наглядный пример расчетов, показывающий, сколько панелей нужно для обеспечения автономного энергоснабжения, смотрите в этом видеоролике:

Как солнечная энергия используется для получения тепла

 Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

• бака-аккумулятора;
• насосной станции;
• контроллера;
• трубопроводы;
• фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Принцип действия солнечного коллектораИсточник 21ek.ru

Популярные производители солнечных батарей

Чаще всего на прилавках встречается продукция компаний Yingli Green Energy и Suntech Power Ко. Также популярностью пользуются панели HiminSolar (Китай). Их солнечные батареи производят электроэнергию даже в дождливую погоду.

Производство солнечных батарей налажено и у отечественного производителя. Этим занимаются такие компании:

• ООО «Хевел» в Новочебоксарске;
• «Телеком-СТВ» в Зеленограде;
• «Sun Shines» (ООО «Автономные Системы Освещения») в Москве;
• ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;
• ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

По стоимости всегда можно найти подходящий вариант. Например в Москве на солнечные батареи для дома стоимость будет варьироваться от 21 000 до 2 000 000 руб. Стоимость зависит от комплектации и мощности устройств.

Солнечные батареи не всегда плоские – есть ряд моделей, которые фокусируют свет в одной точкеИсточник pinterest.com

Этапы монтажа батарей

1. Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)
2. Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.
3. Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

Установка солнечных батарей должна производиться профессионалами и с соблюдением мер безопасностиИсточник pinterest.ca

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной мере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует. Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства. Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.

Топ-10: JA-Solar JAP6-60 260W

Обзор

Мощность панели солнечной поликристаллической составляет 260 Вт. Производитель предоставляет десятилетнюю гарантию на то, что она не будет снижаться ниже 90%. В течение 25 лет она понизится незначительно – до 85%. Снижение КПД ниже оговоренных значений исключено, поскольку составляющие в обязательном порядке дважды проходят контроль качества.

Отличия

Для солнечных модулей поликристаллических характерна высокая сопротивляемость механическим воздействиям, завидная эффективность даже пониженной освещенности, т.е. в короткие зимние дни и в ненастную погоду, отличная устойчивость химическим воздействиям, включая аммиак и соли.

Характеристики

• Размеры панели солнечной -164х99,1х4 см;
• Тип и эффективность модуля – поликристалл, 15,9 %;
• Масса – 18,2 кг;
• Элемент типа – Grade A++ ФЭП 15,6×15,6 см;
• Эффективность ячейки – 18-18,4;
• Напряжение при работе под нагрузкой (ток 9,04А) и холостого хода – 30, 63 и 37, 98 Вт;
• Диодов – 3;
• Рабочая температура – минус 40- плюс 85 граду по Цельсию.

Цена

Со стоимостью солнечных батарей можно ознакомиться в таблице:

Где купить	Цена
https://www.solarbreeze.ru/solar-panels/53-solnechnyj-modul-ja-solar-jap6-60-260w.html?_openstat=bWFya2V0LnlhbmRleC5ydTvQodC-0LvQvdC10YfQvdGL0Lkg0LzQvtC00YPQu9GMIEpBLVNvbGFyIEpBUDYtNjAgMjYwVzszRG5hRmNPeWNBR0otSEI1UG1FOF93Ow&frommarket=https%3A%2F%2Fmarket.yandex.ru%2Fapi%2Fsearch%3Fhid%3D7076558%26text%3D%D1%81&ymclid=299990127763482993100101	14479
https://www.solarbreeze.ru/solar-panels/53-solnechnyj-modul-ja-solar-jap6-60-260w.html	14442

Топ-5: DELTA SM 30-12 P, стоимостью от 1950 рублей

Описание

Он пригодится, если требуется зарядить 100-амперный аккумулятор, подключают который через бесперебойник, обеспечивая тем самым функционирование:

• газовых котлов, если отключено основное электропитание;
• мобильных телефонов (через адаптер, позволяющий преобразовать 12 В в 5);
• светильников на солнечных батареях для дачи;
• автомобильного аккумулятора при выезде на природу. Длительность зарядки составит 7-9 часов. После этого батарея вновь готова к использованию.

Рекомендуют хранить панель в тканевом чехле, чтобы не повредить лицевую часть, на которой находятся кристаллы.

У данной модели два вывода МС4, защищенные от проникновения влаги и возникновения короткого замыкания.

Стоимость

Купить солнечную батарею +для дачи выгодно в онлайн магазине:

Предложения	Цена в рублях
http://0s.o53xo.n5xgy2lomv2heylemuxhe5i.cmle.ru/catalogue/solnechnye_paneli-c3916/delta/polikristalicheskaya_solnechnaya_panel_delta_sm_30_12_p-888561.html?utm_source=market.yandex.ru&utm_medium=cpc&city=1&_openstat=bWFya2V0LnlhbmRleC5ydTvQn9C-0LvQuNC60YDQuNGB0YLQsNC70LjRh9C10YHQutCw0Y8g0YHQvtC70L3QtdGH0L3QsNGPINC_0LDQvdC10LvRjCBERUxUQSBTTSAzMC0xMiBQO0F2OGt2TVNqcHpxTm4tZFVMMDhwcGc7&ymclid=295234700407645634500100	1960
https://econrj.ru/solnechnie_paneli/solnechnaja-panel-delta-sm-30-12-p.html	1970
https://eco50.ru/solnechnye-sistemy/solnechnye-batarei/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12p-30-vatt-12v-poli/	1962
http://www.samru.ru/internet-magazin-samara/electroenergy/batarei-controllery/solnechnye-batarei/tovar-19546.html	2150
https://laptop.ru/catalog/product/solnechnaya-batareya-delta-sm-30-12-m.html	1950

Набор оборудования для солнечной станции

Мощная солнечная батарея для дачи – устройство не самодостаточное. Полученную энергию нужно где-то запасти, чтобы вечером и в пасмурную погоду полноценно пользоваться бытовыми электроприборами.

Поэтому емкий и живучий аккумулятор нам в любом случае потребуется. В его выборе есть один важный нюанс: не пытайтесь сэкономить, покупая стартовый автомобильный аккумулятор. Он плохо подходит для цикличного запасания энергии и не переносит глубокого разряда. Его главное предназначение – дать мощный, но кратковременный ток для пуска двигателя.

Для запасания и медленного расходования энергии нужны аккумуляторы другого типа: AGM или гелевые. Первые дешевле, но имеют небольшой срок службы (до 5 лет). Гелевые аккумуляторы дороже, но зато работают значительно дольше (8-10 лет).

Контроллер – еще один важный элемент автономной гелиостанции. Он выполняет несколько задач:

• Отключает батарею от аккумулятора в момент полного заряда и включает ее для новой закачки электричества.
• Выбирает оптимальный режим зарядки, повышая количество запасаемой энергии.
• Обеспечивает максимальный срок службы аккумулятора.

Существует несколько типов контроллеров, используемых в солнечных станциях:

• ON/OFF «включил-выключил»;
• PWM;
• MPPT.

Самый дешевый прибор просто отключает солнечную панель от аккумулятора при возрастании напряжения на его клеммах до максимального уровня. Это не лучший вариант, поскольку в этот момент аккумулятор еще не полностью заряжен.

Более дорогой PWM-контроллер действует «умнее». После набора максимального напряжения, он понижает его до заданного уровня и держит еще пару часов. Так достигается более полный уровень накопления энергии.

И наконец, самый интеллектуальный контроллер MPPT- типа максимально эффективно использует мощность солнечной панели на всех режимах ее работы. Это позволяет запасти в аккумуляторе дополнительно от 10 до 30 % электричества.

Независимо от вида используемых полупроводниковых материалов (поликристаллы, монокристалл, аморфный кремний) устройство солнечной батареи представляет собой цепочку последовательно соединенных ячеек-модулей. Каждый из них генерирует небольшое напряжение (в пределах 0,5 вольт) и слабый ток (десятые доли ампера). Работая вместе, они «сливают» накопленную энергию в общий канал и на выходе из батареи мы получаем ток большой силы и постоянного напряжения (12 или 24 Вольт).

Структурная схема оборудования солнечной станции

Стандартные бытовые электроприборы рассчитаны на 220 Вольт, поэтому работать от «постоянки» не будут. Преобразование постоянного тока в переменный выполняет отдельное устройство-инвертор. Им завершается цепочка оборудования, необходимого для солнечной батареи.

Несмотря на относительно высокую стартовую стоимость компонентов солнечной станции, ее эксплуатация получается выгодной благодаря большому ресурсу «жизни» главных элементов: фотокристаллической панели и аккумулятора.

Выбор места установки

Эффективность работы солнечных батарей зависит от нескольких факторов, основным из которых является расположение панелей относительно солнца. В идеале лучи должны падать на поверхность перпендикулярно, это обеспечит максимальную производительность фотоэлектрических компонентов. Установка солнечных панелей должна соответствовать следующим требованиям:

• выбирают участок с наибольшей освещенностью
• поблизости не должны находиться высокие здания, деревья или холмы, создающие тень

Требования простые и понятные, однако, на практике добиться такого положения бывает затруднительно. Основной причиной возникающих сложностей является перемещение солнца по небосклону, изменяющееся положение источника относительно плоскости солнечных батарей. В крупных гелиосистемах используют трекинг-установки, автоматически изменяющие положение солнечных батарей в течение суток, а также учитывают сезонные изменения. Обычному домовладельцу приобрести такой комплекс сложно, и установить его негде. Поэтому выбирают некое среднее положение.

Для выбора оптимального расположения панелей руководствуются значениями угла наклона и азимута. Положение солнца над горизонтом зависит от географической широты региона. Кроме того, оно изменяется в течение года. Обеспечить правильный азимут проще — панели ориентируют точно на юг, что обеспечивает среднее значение угла наклона солнца к плоскости в течение светового дня.

Еще одним препятствием для оптимальной установки является конфигурация участка и его географическое расположение. Иногда места для монтажа солнечных батарей вовсе не имеется. Все эти соображения сделали наиболее удобным выбором места размещения панелей на скатах крыши.

Этот вариант имеет массу преимуществ:

• открытость для солнечных лучей
• невозможность повреждения панелей вандалами
• отсутствие препятствий для получения энергии

Однако, имеются и недостатки:

• расположение скатов крыши редко соответствует оптимальному направлению для панелей
• очистка снега или пыли представляет сложную и опасную процедуру
• сильный порыв ветра способен сорвать батареи с креплений

Недостатки существенные, но отсутствие альтернативных вариантов вынуждает мириться с ними. Однако, монтаж солнечных батарей на крыше — не единственный вариант. Иногда местом установки выбирают стену дома, обращенную на юг. Это удобно в регионах с большим количеством снега в зимний период, так как частая уборка требует времени и усилий. Вертикальное расположение панелей препятствует образованию сугробов на поверхности солнечных батарей. Кроме того, очистка панелей от пыли производится с земли, что безопасно и удобно для владельца.

Если ни один из этих способов по каким-либо причинам не подходит, остается использовать специальные опорные конструкции — фермы. Они представляют собой сооружение из металлических труб, прочно закрепленное на земной поверхности и поддерживающее профили для монтажа панелей. Этот вариант позволяет точнее ориентировать солнечные батареи на солнце, но требует места и обслуживания.

Преимущества и недостатки солнечных батарей

Теперь поговорим о плюсах и минусах домашних гелиосистем.

Плюсы

1. Это неиссякаемый и вседоступный источник энергии. Солнце есть всегда и в ближайшее время не собирается исчезать. Если солнце окончательно пропадет, то уже никого в мире не будет сильно волновать вопрос, где найти электроэнергию.
2. По сравнению c ветряными генераторами электричества, панели абсолютно бесшумны.
3. Сами панели износостойкие.
4. Длительный (25–30 лет) срок службы.
5. Установив такую систему один раз у вас не будет переживаний по поводу того, что поставщик электроэнергии придёт и отрежет ваш дом от подачи электричества или цены на услуги, внезапно подрастут.
6. Вы всегда можете нарастить мощность гелиостации. Ну конечно тут главный вопрос в площади. Но в любом случае модульность таких систем позволяет в любой момент добавить и запитать в свою систему новые панели.
7. Важный фактор экономия. При существующем стационарном подключении панели дают возможность снизить расходы на электроэнергию.
8. Независимость от централизованной подачи электричества. Это особенно актуально в дачных поселках, где свет отключают внезапно и на длительное время.
9. Вы станете еще одним человеком, который реально сохраняет чистоту атмосферы — это, с точки зрения экологии, абсолютно чистое устройство.

Недостатки

Надо признать, что и у гелиосистем есть свои минусы:

1. Нельзя обеспечить бесперебойную работу. Если в летний период солнечная активность весьма высока, то в зимний период такие системы малоэффективны. Тучи и низкая облачность тоже влияют на производительность этих систем. Поэтому возникает необходимость продублировать гелиосистему традиционным источником электричества или применять гибридные гелиопанели. Не стоит забывать и о районе, в котором будут использоваться такие системы. В разных местностях совершенно разная солнечная активность. Поэтому установка солнечных элементов в большей мере должна быть скорректирована с учетом месторасположения вашей дачи.
2. Самый большой минус — большие первоначальные финансовые расходы. Да и срок окупаемости вопрос довольно спорный и до конца не однозначен.
3. Низкий уровень КПД. Тоже больной вопрос. С одного квадратного метра снимается лишь 120 Вт. Этой мощности не хватит даже для работы ноутбука. Даже самые лучшие панели обладают КПД на уровне 15–20 %.
4. Для эффективной работы требуется вспомогательная техника. Аккумуляторы, инвертор, контроллер. Кроме того, желательно всё это оборудование на дачу разместить в отдельном помещении с хорошей вентиляцией.

Конечно, главный вопрос насколько затратно обустройство такой системы электроснабжения, да еще и применимо к дачным условиям? Из опыта специалистов, да и просто владельцев подобных систем вся конструкция может окупиться в течение 5–7 лет. Этот срок сокращается практически в два раз в регионах с высокой круглогодичной солнечной активностью. Понятно, что от самих панелей мало что зависит. Основной вопрос, какое количество солнечной энергии попадает на панели. Здесь в выигрыше оказываются системы с поворотными панелями. Чем больше солнца будет попадать на панели, тем быстрее окупится батарея.

С другой стороны надо учесть, что и мировая промышленность не стоит на месте, а постоянно развивается. Это приводит к устойчивой тенденции снижения себестоимости таких конструкций.

Так что со временем такая покупка — хорошее вложение для тех дачников, кто хочет и может себе позволить сэкономить на оплате счетов за электричество.