Солнечные батареи для дачи и дома: принцип работы и расчет необходимого количества. Солнечные батареи для котла
Солнечные батареи для дачи и дома: принцип работы и устройство
Наука подарила нам время, когда технология использования энергии солнца стала общедоступной. Заполучить солнечные батареи для дома имеет возможность всякий собственник. Дачники не отстают в этом вопросе. Они чаще оказываются вдали от централизованных источников устойчивого электроснабжения.
Познание устройства, принципов работы и расчета рабочих узлов гелиосистемы приближает реальность обеспечения своего участка природным электричеством.
Содержание статьи:
Устройство и действие солнечной батареи
Когда-то пытливые умы открыли для нас природные вещества, вырабатывающие под воздействием частиц света солнца, фотонов, электрическую энергию. Процесс назвали фотоэлектрическим эффектом. Ученые научились управлять микрофизическим явлением. На основе полупроводниковых материалов они создали компактные электронные приборы – фотоэлементы.
Производители освоили технологию объединения миниатюрных преобразователей в эффективные гелиопанели. КПД панельных солнечных модулей из кремния широко производимых промышленностью 18-22%.
Из описания схемы наглядно видно: все комплектующие элементы электростанции одинаково важны – от их грамотного подбора зависит согласованная работа системы (+)
Из модулей собирается солнечная батарея. Она является конечным пунктом путешествия фотонов от Солнца до Земли. Отсюда эти составляющие светового излучения продолжают свой путь уже внутри электрической цепи как частицы постоянного тока.
Они распределяются по аккумуляторам, либо подвергаются трансформации в заряды переменного электротока напряжением 220 вольт, питающего всевозможные домашние технические устройства.
Солнечная батарея представляет собой комплекс последовательно соединенных полупроводниковых устройств — фотоэлементов, преобразующих солнечную энергию в электрическую
Виды солнечных модулей-панелей
Гелиопанели-модули собираются из солнечных элементов, иначе – фотоэлектрических преобразователей. Массовое применение нашли ФЭП двух видов. Они отличаются используемыми для их изготовления разновидностями полупроводника из кремния, это:
- Поликристаллические. Это солнечные элементы, изготовленные из кремниевого расплава путем длительного охлаждения. Несложный метод производства обуславливает доступность цены, но производительность поликристаллического варианта не превышает 12%.
- Монокристаллические. Это элементы, полученные в результате нарезки на тонкие пластины искусственно выращенного кремниевого кристалла. Самый продуктивный и дорогой вариант. Средний КПД в районе 17 %, можно найти монокристаллические фотоэлементы с более высокой производительностью.
Поликристаллические солнечные элементы плоской квадратной формы с неоднородной поверхностью. Монокристаллические выглядят как тонкие однородной поверхностной структуры квадраты со срезанными углами (псевдоквадраты).
Так выглядят ФЭП – фотоэлектрические преобразователи: характеристики солнечного модуля не зависят от разновидности применяемых элементов – это влияет лишь на размеры и цену
Панели первого исполнения при одинаковой мощности больше размером, чем вторые из-за меньшей эффективности (18% против 22%). Но процентов, в среднем, на десять дешевле и пользуются преимущественным спросом.
Галерея изображений
Фото из
Монокристаллический элемент солнечной батареи
Минусовые токоведущие линии на пластине
Поликристаллические элементы для сборки солнечной батареи
Стороны поликристаллического элемента гелиосистемы
Схема работы солнечного электроснабжения
Когда проводишь взглядом по загадочно звучащим названиям узлов, входящих в состав системы питания солнечным светом, приходит мысль о супертехнической сложности устройства. На микроуровне жизни фотона это так. А наглядно общая схема электрической цепи и принцип ее действия выглядят очень даже просто. От светила небесного до «лампочки Ильича» всего четыре шага.
Солнечные модули – первая составляющая электростанции. Это тонкие прямоугольные панели, собранные из определенного числа стандартных пластин-фотоэлементов. Производители делают фотопанели различными по электрической мощности и напряжению, кратному 12 вольтам.
Галерея изображений
Фото из
Установка солнечных панелей на скатах крыши
Монтаж на террасах, верандах, балконах мансард
Гелиосистема на покатой крыше пристройки
Внутренний блок солнечной мини электростанции
Расположение на свободной площадке участка
Сооруженный на улице блок аппаратуры для батареи
Сборка солнечной панели из готовых батарей
Изготовление солнечной батареи своими руками
Устройства плоской формы удобно располагаются на открытых для прямых лучей поверхностях. Модульные блоки объединяются при помощи взаимных подключений в гелиобатарею. Задача батареи преобразовывать получаемую энергию солнца, выдавая постоянный ток заданной величины.
Аккумуляторы – известные всем устройства накопления электрического заряда. Их роль внутри системы энергоснабжения от солнца традиционна. Когда домашние потребители подключены к централизованной сети, энергонакопители запасаются электричеством. Они также аккумулируют его излишки, если для обеспечения расходуемой электроприборами мощности достаточно тока солнечного модуля.
Аккумуляторный блок отдает цепи требуемое количество энергии и поддерживает стабильное напряжение, как только потребление в ней возрастает до повышенного значения. То же происходит, например, ночью при неработающих фотопанелях или во время малосолнечной погоды.
Схема энергообеспечения дома с помощью солнечных батарей отличается от вариантов с коллекторами возможностью накапливать энергию в аккумуляторе (+)
Контроллер – электронный посредник между солнечным модулем и аккумуляторами. Его роль регулировать уровень заряда аккумуляторных батарей. Прибор не допускает их закипания от перезарядки или падения электрического потенциала ниже определенной нормы, необходимой для устойчивой работы всей гелиосистемы.
Инвертор – переворачивающий, так дословно объясняется звучание этого слова. Да, ведь на самом деле, этот узел выполняет функцию, когда-то казавшуюся электротехникам фантастикой. Он преобразует постоянный ток солнечного модуля и аккумуляторов в переменный с разностью потенциалов 220 вольт. Именно такое напряжение является рабочим для подавляющей массы бытовых электроустройств.
Поток солнечной энергии пропорционален положению светила: устанавливая модули, хорошо бы предусмотреть регулировку угла наклона в зависимости от времени года
Пиковая нагрузка и среднесуточное энергопотребление
Удовольствие иметь собственную гелиостанцию стоит пока немало. Первая ступень на пути к обладания могуществом энергии солнца – определение оптимальной пиковой нагрузки в киловаттах и рационального среднесуточного энергопотребления в киловатт-часах домашнего или дачного хозяйства.
Пиковая нагрузка создается необходимостью включения сразу нескольких электрических приборов и определяется их максимальной суммарной мощностью с учетом завышенных пусковых характеристик некоторых из них.
Подсчет максимума потребляемой мощности позволяет выявить, жизненно нужна одновременная работа каких электроприборов, а которых не очень. Такому показателю подчиняются мощностные характеристики узлов электростанции, то есть итоговая стоимость устройства.
Суточное энергопотребление электроприбора измеряется произведением его индивидуальной мощности на время, что он проработал от сети (потреблял электроэнергию) в течение суток.
Общее среднесуточное энергопотребление рассчитывается как сумма израсходованной энергии электричества каждым потребителем за суточный период.
Последующий анализ и оптимизация полученных данных о нагрузках и энергопотреблении обеспечат нужную комплектацию и последующую работу солнечной энергосистемы с минимальными затратами (+)
Результат потребления энергии помогает рационально подойти к расходу солнечного электричества. Итог вычислений важен для дальнейшего расчета емкости аккумуляторов. От этого параметра цена аккумуляторного блока, немало стоящего компонента системы, зависит еще больше.
Порядок расчета энергетических показателей
Процесс вычислений в буквальном смысле начинается с горизонтально расположенного, в клеточку, развернутого тетрадного листа. Легкими карандашными линиями из листка получается бланк с тридцатью графами, а строками по количеству домашних электроприборов.
Подготовка к арифметическим расчетам
Первая колонка чертится традиционная – порядковый номер. Второй столбик – наименование электроприбора. Третий – его индивидуальная потребляемая мощность.
Столбцы с четвертого по двадцать седьмой – часы суток от 00 до 24. В них через горизонтальную дробную черту заносятся:— в числитель – время работы прибора в период конкретного часа в десятичном виде (0,0),— в знаменатель – вновь его индивидуальная потребляемая мощность (это повторение нужно для подсчета часовых нагрузок).
Двадцать восьмая колоночка – суммарное время, которое работает бытовое устройство в течение суток. В двадцать девятую – записывается персональное энергопотребление прибора как результат умножения индивидуальной потребляемой мощности на время работы за суточный период.
Составление развернутой спецификации потребителей с учетом почасовых нагрузок поможет оставить больше привычных приборов, благодаря их рациональному использованию (+)
Тридцатая колонка тоже стандартная – примечание. Она пригодится для промежуточных подсчетов.
Составление спецификации потребителей
Следующий этап расчетов – превращение тетрадного бланка в спецификацию бытовых потребителей электроэнергии. С первой колонкой понятно. Здесь проставляются порядковые номера строк.
Во втором столбике вписываются наименования потребителей энергии. Рекомендуется начинать заполнение электроприборами прихожей. Далее описываются другие помещения против или по часовой стрелке (кому как удобно). Если есть второй (и т.д.) этаж, процедура та же: от лестницы – вкруговую. При этом не надо забывать про приборы на лестничных пролетах и уличное освещение.
Третью графу с указанием мощности напротив названия каждого электрического прибора лучше наполнять попутно со второй.
Столбцы с четвертого по двадцать седьмой соответствуют всякий своему часу суток. Для удобства их сразу можно прочеркнуть горизонтальными линиями посередине строк. Полученные верхние половины строчек – как бы числители, нижние – знаменатели.
Эти столбцы заполняются построчно. Числители выборочно оформляются как временные интервалы десятичного формата (0,0), отражающие время работы данного электроприбора в тот или иной конкретный часовой период. Параллельно там, где проставляются числители, вписываются знаменатели с показателем мощности прибора, взятой из третьей графы.
После того, как все часовые столбцы заполнены, переходят к подсчетам индивидуального суточного рабочего времени электроприборов, двигаясь по строчкам. Результаты фиксируются в соответствующих ячейках двадцать восьмой колоночки.
В случае, когда солнечная электростанция играет вспомогательную роль, чтобы система не работала вхолостую, часть нагрузки можно подключить к ней на постоянное питание (+)
На основе мощности и рабочего времени последовательно вычисляется суточное энергопотребление всех потребителей. Оно отмечается в ячеях двадцать девятого столбика.
Когда все строки и столбики спецификации заполнены, производят расчеты итогов. Складывая пографно мощности из знаменателей часовых столбцов, получают нагрузки каждого часа. Просуммировав сверху вниз индивидуальные суточные энергопотребления двадцать девятой колоночки, находят общее среднесуточное.
Расчет не включает собственное потребление будущей системы. Этот фактор учитывается вспомогательным коэффициентом при последующих итоговых вычислениях.
Анализ и оптимизация полученных данных
Если питание от гелиоэлектростанции планируется как резервное, данные о почасовых потребляемых мощностях и об общем среднесуточном энергопотреблении помогают минимизировать расход дорогого солнечного электричества. Этого добиваются, исключая из пользования энергоемкие потребители до момента восстановления централизованного электроснабжения, особенно в часы максимальных нагрузок.
Если солнечная энергосистема проектируется как источник постоянного электрообеспечения, тогда результаты часовых нагрузок выдвигаются вперед. Важно так распределить потребление электричества в течение суток, чтобы убрать намного преобладающие максимумы и сильно проваливающиеся минимумы.
Исключение пиковой, выравнивание максимальных нагрузок, устранение резких провалов энергопотребления во времени позволяют подобрать наиболее экономичные варианты узлов солнечной системы и обеспечивают стабильную, главное, безаварийную долговременную работу гелиостанции.
График раскроет неравномерность энергопотребления: наша задача – сдвинуть максимумы на время наибольшей активности солнца и уменьшить общий суточный расход, особенно ночной.
Представленный чертеж показывает превращение полученного на основе составленной спецификации нерационального графика в оптимальный. Показатель суточного потребления снижен с 18 до 12 кВт/ч, среднесуточная почасовая нагрузка с 750 до 500 Вт.
Такой же принцип оптимальности пригодится при использовании варианта питания от солнца в качестве резервного. Излишне тратиться на увеличение мощности солнечных модулей и аккумуляторных батарей ради некоторого временного неудобства, возможно не стоит.
Подбор узлов гелиоэлектростанции
Для упрощения расчетов будет рассматриваться версия применения солнечной батареи как основного для дачи источника электрической энергии. Потребителем выступит условный дачный домик в Рязанской области, где постоянно проживают с марта по сентябрь.
Наглядности рассуждениям придадут практические вычисления, основывающиеся на данных опубликованного выше рационального графика почасового энергопотребления:
- Общее среднесуточное энергопотребление = 12 000 ватт/час.
- Средняя нагрузка потребления = 500 ватт.
- Максимальная нагрузка 1200 ватт.
- Пиковая нагрузка 1200 х 1,25 = 1500 ватт (+25%).
Значения потребуются в расчетах суммарной емкости солнечных приборов и прочих рабочих параметров.
Галерея изображений
Фото из
Шаг 1: Подготовка к сооружению мини электростанции
Шаг 2: Стандартная комплектация солнечной батареи
Шаг 3: Транспортировка элементов гелиосистемы
Шаг 4: Сборка батарей согласно инструкции производителя
Шаг 5: Угол наклона элемента солнечной электростанции
Шаг 6: Специфика расположения солнечной панели
Шаг 7: Установка аппаратуры для управления гелиосистемой
Шаг 8: Сборка масштабной солнечной электростанции
Определение рабочего напряжения гелиосистемы
Внутреннее рабочее напряжения всякой гелиосистемы основывается на кратности 12 вольтам, как самого распространенного номинала аккумуляторных батарей. Наиболее широко узлы гелиостанций: солнечные модули, контроллеры, инверторы – выпускаются под популярные напряжения 12, 24, 48 вольт.
Более высокое напряжение позволяет использовать питающие провода меньшего сечения – а это повышенная надежность контактов. С другой стороны, вышедшие из строя аккумуляторы сети 12В, можно будет заменять по одному.
В 24-вольтовой сети, рассматривая специфику эксплуатации аккумуляторных батарей, придется производить замену только парами. Сеть 48V потребует смены всех четырех батарей одной ветки. К тому же, при 48 вольтах уже существует опасность поражения электрическим током.
При одинаковой емкости и примерно равной цене следует приобретать аккумуляторы с наибольшей допустимой глубиной разряда и более максимальным током
Главный выбор номинала внутренней разности потенциалов системы связан с мощностными характеристиками выпускаемых современной промышленностью инверторов и должен учитывать величину пиковой нагрузки:
- от 3 до 6 кВт – 48 вольт,
- от 1,5 до 3 кВт – равен 24 или 48V,
- до 1,5 кВт – 12, 24, 48В.
Выбирая между надежностью проводки и неудобством замены аккумуляторов, для нашего примера остановимся на надежности. В последующем будем отталкиваться от рабочего напряжения рассчитываемой системы 24 вольта.
Комплектование батареи солнечными модулями
Формула расчета требуемой от солнечной батареи мощности выглядит так:
Рсм = ( 1000 * Есут ) / ( к * Син )
Где:
- Рсм = мощность солнечной батареи = суммарная мощность солнечных модулей (панелей, Вт),
- 1000 = принятая светочувствительность фотоэлектрических преобразователей (кВт/м²)
- Есут = потребность в суточном энергопотреблении (кВт*ч, в нашем примере = 18),
- к = сезонный коэффициент, учитывающий все потери (лето = 0,7; зима = 0,5),
- Син = табличное значение инсоляции (потока солнечной радиации) при оптимальном наклоне панелей (кВт*ч/м²).
Узнать значение инсоляции можно у региональной метеорологической службы. Оптимальный угол наклона солнечных панелей равен значению широты местности:
- весной и осенью,
- плюс 15 градусов – зимой,
- минус 15 градусов – летом.
Рассматриваемая в нашем примере Рязанская область находится на 55-й широте.
Наибольшая мощность солнечных батарей достигается использованием систем слежения, сезонным изменением угла наклона панелей, применением смешанного дифферента модулей
Для взятого времени с марта по сентябрь лучший нерегулируемый наклон солнечной батареи равен летнему углу 40⁰ к поверхности земли. При такой установке модулей усредненная суточная инсоляция Рязани в этот период 4,73. Все цифры есть, выполним расчет:
- Рсм = 1000 * 12 / ( 0,7 * 4,73 ) ≈ 3 600 ватт.
Если брать за основу солнечной батареи 100-ваттные модули, то потребуется их 36 штук. Будут весить они килограмм 300 и займут площадь размером где-то 5 х 5 м.
Обустройство аккумуляторного энергоблока
Подбирая аккумуляторные батареи нужно руководствоваться постулатами:
- НЕ подходят для этой цели обычные автомобильные аккумуляторы. Батареи солнечных электростанций маркируются надписью «SOLAR».
- Приобретать аккумуляторы следует только одинаковые по всем параметрам, желательно, из одной заводской партии.
- Помещение, где размещается аккумуляторный блок, должно быть теплым. Оптимальная температура, когда батареи выдают полную мощность = 25⁰C. При ее снижении до -5⁰C емкость аккумуляторов уменьшается на 50%.
Если взять для расчета показательный аккумулятор напряжением 12 вольт емкостью 100 ампер/час, несложно подсчитать, целый час он сможет обеспечить энергией потребителей суммарной мощностью 1200 ватт. Но это при полной разрядке, что крайне нежелательно.
Для длительной работы аккумуляторных батарей НЕ рекомендуется снижать их заряд ниже 70%. Предельная цифра = 50%. Принимая за «золотую середину» число 60%, кладем в основу последующих вычислений энергозапас 720 Вт/ч на каждые 100 А*ч емкостной составляющей аккумулятора (1200 Вт/ч х 60%).
Возможно, покупка одного аккумулятора емкостью 200 А*ч обойдется дешевле приобретения двух по 100, да и количество контактных соединений батарей уменьшится
Первоначально устанавливать аккумуляторы необходимо 100% заряженными от стационарного источника тока. Аккумуляторные батареи должны полностью перекрывать нагрузки темного времени суток. Если не повезет с погодой, поддерживать необходимые параметры системы и днем.
Важно учесть, что переизбыток аккумуляторов приведет к их постоянному недозаряду. Это значительно уменьшит срок службы. Наиболее рациональным решением видится укомплектование блока батареями с энергозапасом, достаточным для покрытия одного суточного энергопотребления.
Чтобы узнать требующуюся суммарную емкость батарей, разделим общее суточное энергопотребление 12000 Вт/ч на 720 Вт/ч и умножим на 100 А*ч:
- 12 000 / 720 * 100 = 2500 А*ч ≈ 1600 А*ч
Итого для нашего примера потребуется 16 аккумуляторов емкостью 100 или 8 по 200 А*ч, подключенных последовательно-параллельно.
Выбор хорошего контроллера
Грамотный подбор контроллера заряда аккумуляторных батарей (АКБ) – задача весьма специфичная. Его входные параметры должны соответствовать выбранным солнечным модулям, а выходное напряжение – внутренней разности потенциалов гелиосистемы (в нашем примере – 24 вольта). Хорошему контроллеру обязательно надлежит обеспечивать:
- !!!Многоступенчатый заряд АКБ, кратно расширяющий их срок эффективной службы!!!
- Автоматическое взаимное, АКБ и солнечной батареи, подключение-отключение в корреляции с зарядом-разрядом.
- Переподключение нагрузки с АКБ на солнечную батарею и наоборот.
Этот небольшой по размерам узел – очень важный компонент.
Если часть потребителей (например, освещение) перевести на прямое питание 12 вольт от контроллера, инвертор понадобится менее мощный, значит более дешевый
От правильного выбора контроллера зависит безаварийная работа дорогостоящего аккумуляторного блока и сбалансированность всей системы.
Подбор инвертора лучшего исполнения
Инвертор выбирается такой мощности, чтобы смог обеспечивать долговременную пиковую нагрузку. Его входное напряжение обязано соответствовать внутренней разности потенциалов гелиосистемы.
Для лучшего варианта подбора рекомендуется внимание обращать на параметры:
- Форма и частота выдаваемого переменного тока. Чем больше близки к синусоиде в 50 герц – тем лучше.
- КПД устройства. Чем выше 90% — тем замечательней.
- Собственное потребление прибора. Должно соизмеряться с общим энергопотреблением системы. Идеально – до 1%.
- Способность узла выдерживать кратковременные двухкратные перегрузки.
Наиотличнейшее исполнение – инвертор со встроенной функцией контроллера.
Полезное видео по теме
Видеофильмы наглядно раскроют тему статьи.
Показ установки солнечных батарей на крышу дома своими руками:
Выбор аккумуляторных батарей для гелиосистемы, виды, отличия:
Дачная солнечная электростанция для тех, кто все делает сам:
Рассмотренные пошаговые практические приемы расчетов, основной принцип эффективной работы современной солнечной панельной батареи в составе домашней автономной гелиоэлектростанции помогут хозяевам и большого дома густонаселенного района, и дачного домика в глуши обрести энергетическую суверенность.
sovet-ingenera.com
Солнечная батарея для отопления дома: отзывы и советы
Современные технологии позволяют каждому из нас идти в ногу со временем довольно твердыми шагами. Одним из самых значимых достижений научного мира можно считать извлечение энергии из определенных природных феноменов. Современный человек уже не первое десятилетие получает энергию из таких стихий, как вода и ветер. Сейчас активно развивается направление получения энергии из солнечного тепла. Она является неиссякаемой, поэтому ее стоит использовать на благо человечества. Солнечные батареи для отопления дома становятся с каждым годом все популярнее среди владельцев загородного и частного домостроения.
Особенности устройства
Приборы, способные заряжаться от света, появились уже довольно давно. Еще в девяностых годах прошлого века людям стали доступны батарейки для калькуляторов, часов и прочих мелких устройств, которые работали благодаря получаемой энергии от солнечного света. Западные ученые стали пользоваться этими ресурсами гораздо раньше, чем отечественные исследователи. У наших специалистов тоже есть определенный опыт, поэтому сейчас есть необходимость в серьезном совершенствовании определенных достижений и результатов.
Строение солнечной батареи
Использование солнечных лучей для организации отопительной системы для дома можно считать довольно удачной идеей. Такая система отопления стала активно применяться в качестве альтернативного источника тепла особенно в странах, где две трети дней в месяце являются солнечными. Использование стандартной системы отопления является дорогим удовольствием не только в плане ее организации, но и в плане коммунальных тарифов. Солнечные батареи для отопления дома способы помочь в избавлении от зависимости от коммунальных служб. А ведь именно этого так хотят многие люди.
Преимущества
Солнечная батарея для отопления дома обладает несколькими довольно весомыми преимуществами:
- Ваш дом будет обеспечен необходимым теплом на протяжении всего года. Температурный режим можно регулировать так, как вам этого захочется.
- Вы обретете независимость от жилищно-коммунальных служб. Ваши счета за отопление уже не будут пугать вас страшными суммами.
- Солнечная энергия вполне может использоваться и на обеспечение иных нужд бытового плана.
- Солнечная батарея для отопления дома характеризуется большим сроком эксплуатации. Устройство редко выходит из строя, поэтому не потребуется беспокоиться о таких нюансах, как замена или ремонт каких-то компонентов.
Если вас заинтересовала солнечная батарея для отопления дома, то следует знать о важных нюансах, на которые требуется обратить внимание перед окончательным выбором. Подобная система не подходит для всех. География проживания – это один из факторов, влияющих на эффективность системы. Если регион вашего проживания характеризуется тем, что солнце светит не слишком часто, то подобные решения не будут настолько эффективными. Еще один недостаток заключается в том, что солнечная батарея для отопления дома стоит довольно дорого. Но тут важно помнить, что подобное решение окупит себя очень быстро.
Каких размеров должны быть батареи
Чтобы снабдить дом требуемым количеством тепла, требуется 15-20 квадратных метров площади батарей. От одного квадратного метра получается примерно 120 ватт тепла. Чтобы за месяц получить примерно кВт тепла, необходимо около 20 солнечных дней. Солнечная батарея для отопления дома должна быть установлена на южной стороне крыши, так как тепла на нее распространяется максимальное количество. Для максимальной эффективности такого отопления требуется соблюсти угол наклона крыши примерно 45 градусов. Возле дома не должно расти высоких деревьев, размещаться иных предметов, способных формировать тень. Дом должен иметь стропильную систему, достаточно прочную и надежную, чтобы выдержать вес всей этой конструкции. Солнечные батареи для отопления дома зимой, отзывы о которых говорят, что они характеризуются своим большим весом, необходимо устанавливать так, чтобы они не спровоцировали разрушительные процессы и не нанесли зданию вреда. Особенно это касается зимнего времени, так как на крыше в это время накапливается снег, что дополняет и так немалый вес батарей.
При том, что стоит солнечная батарея для отопления дома довольно много, популярность этого продукта растет с каждым днем. Ее можно использовать и там, где климат сложно назвать жарким. Если вас заинтересуют солнечные батареи для отопления дома, отзывы о них говорят о возможности использовать их в качестве дополнительного источника тепла. Эти системы максимально эффективны в летние месяцы, когда почти каждый день можно видеть солнечный свет. Но важно понимать, что дом нуждается в отоплении чаще всего зимой.
Типы и комплектации солнечных батарей
Все солнечные батареи условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.
Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:
- вакуумный солнечный коллектор;
- контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;
- насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;
- емкость для горячей воды, объем которой составляет 500-1000 литров;
- тепловой насос или электрический тэн.
Солнечные батареи для отопления дома: отзывы
В Украине и России, как и в остальных странах, можно использовать подобное инновационное решение. Сейчас можно увидеть много отзывов о том, что подобная система является весьма эффективной, дом небольших размеров можно полностью перевести на такой альтернативный источник, а также прочие. При достаточной мощности оборудования можно обеспечить не только отопление, но и горячее водоснабжение, а это довольно значимый момент, позволяющий достичь дополнительной экономии. Можно дополнительно оборудовать систему теплых полов.
Какую выбрать систему
Перед выбором и монтажом системы отопления требуется убедиться в том, что она достаточно мощная для обеспечения ваших нужд. Отопление частного дома солнечными батареями должно организовываться с учетом таких показателей, как площадь жилища, число жильцов, а также необходимый энергетический ресурс. Если в семье насчитывается три человека, то требуется примерно 200-500 кВт энергии ежемесячно. При необходимости организовать горячее водоснабжение энергии потребуется еще больше. Комбинированная отопительная система признана наиболее эффективной. С ее помощью жильцы дома могут подстраховаться на случай аварийных или форс-мажорных ситуаций.
Выбор системы и ее установка
Первое, что требуется при выборе определенной системы - тщательно изучить ее возможности. Обязательно требуется рассчитать площадь жилища, а также то количество тепла, которое требуется для его отопления. Место установки – это еще один значимый момент. Отзывы говорят в пользу того, что правильнее всего будет воспользоваться помощью квалифицированных специалистов в данной области. Связано это с тем, что даже при незначительном просчете можно сильно снизить эффективность готового решения во время работы. Если солнечная батарея для отопления дома будет установлена правильно, то прослужит она не менее 25 лет. Всего 3 года нужно для ее полной окупаемости. Такой срок многие не считают слишком долгим, судя по тем же отзывам пользователей. Это позволяет стать полностью независимым от коммунальных служб, а это очень важно.
Выводы
Солнечная батарея для отопления дома должна устанавливаться так, чтобы солнечное освещение в этом месте было максимальным. Если выбранное здание не пригодно для монтажа такой системы, то можно воспользоваться соседним строением. Накопитель вполне можно разместить в подвальном помещении. встречаются и такие системы, где используется несколько накопителей. В этом случае их размеры будут немного скромнее. Те, кто решил для себя выбрать отопление частного дома солнечными батареями, может смело говорить о правильности своего решения. Солнечная энергия – это неиссякаемый источник тепла, при этом абсолютно бесплатный. Для этого требуется только вложить определенную сумму в оборудование и монтаж системы, а потом она себя не только полностью окупит, но еще и избавит от необходимости платить деньги коммунальным службам.
fb.ru
Солнечные батареи для отопления дома
В настоящий момент мир борется с энергетическим кризисом, ведь по оценкам экспертов серьезные проблемы из-за нехватки органического топлива жители планеты смогут испытать уже через несколько десятков лет. Поэтому ученые ищут новые пути преодоления проблемы и предлагают, чтобы солнечная энергия для отопления дома в будущем стала основой базовых систем обогрева. Используя солнечные батареи для частного дома отзывы о которых говорят об их эффективности, собственники смогут сделать свой вклад в сохранение экологического баланса.
Устанавливая отопление солнечное, собственник может добиться значительной экономии, ведь активная энергия солнца может использоваться для подогрева теплоносителя, питания электрических обогревателей и турбин. А пассивная система солнечного отопления поможет повысить общую энергоэффективность дома и существенно снизить затраты на отопление, ведь в процессе работы она использует конструктивные элементы внутри дома – окна, поверхности стен и полы для сбора и сохранения энергии.
Особенности работы системы
Использование солнечной энергии в целях обогрева здания – это пока еще новое и недостаточно изученное направление в энергетике. С каждым годом технология усовершенствуется новыми решениями, и разработчики предлагают все более выгодные варианты отопления домов и коммерческих зданий с помощью возобновляемой, экологически чистой энергии солнца.
Есть множество положительных моментов, которые обуславливают солнечные батареи для отопления дома, но кроме них есть и определенные минусы. Их также следует учитывать при принятии решения об отоплении дома альтернативным способом. О различных способах отопления дома при отсутствии газовой магистрали можно прочитать здесь.
Положительные стороны использования энергии солнца
Основным преимуществом использования солнечной энергии для обогрева дома является то, что отопление от солнечных батарей цена которых зависит от модели, не вредит экологии. Солнечная энергия является полностью возобновляемым источником энергии, наличие которого не зависит от деятельности привычных участников топливного рынка — традиционных энергетических компаний или мировых экспортеров нефти и газа.
Современная солнечная батарея является полностью автономным изобретением, которое не зависит от использования электричества, нефти и природного газа и работает только от получаемой извне энергии солнца. В процессе преобразования энергии в тепло не выделяются загрязняющие вещества. А это значит, что солнечные батареи намного экологичнее, нежели газовые котлы, дровяные печи или жидкотопливные отопительные приборы.
Если не учитывать огромных начальных капиталовложений, то в долгосрочной перспективе солнечные батареи для отопления дома отзывы о которых можно найти в сети, позволят качественно сократить затраты на отопление. Ведь как только солнечная батарея будет установлена и подключена, энергию для отопления дома можно будет получать в любое время. Энергия солнца является доступной и абсолютной бесплатной для всех жителей планеты и будет такой оставаться в обозримом будущем.
В процессе генерирования энергии для отопительных приборов солнечные батареи работают абсолютно бесшумно, поэтому устанавливая их в доме, владелец может не беспокоиться о нарушении тишины и комфорта в своем жилище.
Грамотно спроектированная схема подключения солнечных батарей загородного дома позволит получать солнечную энергию в любое время года.
Отрицательные стороны
Солнечные батареи — это достаточно новое явление на рынке отопительных приборов, поэтому огромная сумма на ценнике устройства, которая может превышать десятки тысяч долларов, вполне объяснима технологической сложностью и использованием дорогих закрытых патентов в процессе производства. Однако такие затраты являются недостатком лишь на первых порах и их стоит рассматривать как долгосрочные финансовые инвестиции.
Поскольку солнечные панели работают путем преобразования солнечной энергии для полноценного функционирования их нужно устанавливать только в определенных регионах, поэтому жители не каждой местности планеты могут рассчитывать на использование этого альтернативного вида отопления.
Стоит учитывать и то, что солнечные системы отопления могут быть громоздкими, ведь в самый разгар зимы дом должен оставаться теплым на протяжении дня и ночи, а для генерирования большого количества энергии необходимо наличие батарей соответствующей мощности. Для этого потребуется монтаж целого комплекса устройств, который при необходимости следует дополнить мощными аккумуляторами.
Разработчики дают солидную гарантию на солнечные батареи, однако в случае сбоев в работе или поломок, их ремонт обойдется собственнику в круглую сумму, ведь починить оборудование смогут только в специализированном сервисе. Даже при высоком качестве сборки, солнечные батареи могут пострадать от бури, града, сильных ветров и катаклизмов. А починить батарею, аккумулятор или солнечный конвектор своими руками очень сложно и под силу лишь профильным специалистам.
Альтернативные источники обогрева, среди которых и присутствует солнечная система отопления, требуют значительных первоначальных инвестиций, и в условиях сегодняшнего рынка отопления они неконкурентоспособны, поскольку люди выбирают более доступные и рентабельные варианты. Пока стоимость технологии не станет доступней, говорить о повсеместном распространении солнечного отопления домов рано, ведь многие собственники еще не верят в эффективность использования альтернативного отопления, и не готовы рисковать огромными деньгами для его реализации в своем доме.
Рекомендации по установке
Выделив из бюджета деньги на покупку дорогостоящего оборудования, собственник также должен позаботиться о заключении контракта с профессиональными подрядчиками, которые имеют опыт работы в строительстве и в вопросах проектирования энергоэффективных домов.
Профессионалы проведут монтаж оборудования максимально ответственно и грамотно, и собственник сможет использовать в доме устройства для выработки бесплатной энергии.
При выборе компании, которая подберет и установит солнечные батареи, не лишним будет узнать, занимается ли фирма послепродажным обслуживанием устройств и предоставляет ли гарантию на проведенные работы.
spetsotoplenie.ru
Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта и монтаж
ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ
Солнечная энергия способна обеспечить любой загородный дом экологически чистым и сравнительно бюджетным электричеством. И если всего 10 лет назад она была доступна лишь ограниченному кругу потребителей, то сегодня получила довольно широкое распространение. Все больше и больше людей, желая сэкономить и позаботиться об окружающей среде, приобретают солнечные батареи для дома, стоимость комплекта от различных производителей которых указана в данной статье.
Солнечные панели являются отличным способом сэкономить
Содержание статьи
Принцип работы солнечных батарей
Современные модели представляют собой множество фотоэлементов, которые преобразуют полученную солнечную энергию в электрический ток. Фотоэлементы, расположенные на конструкции устройства, являются полупроводниками – материала, в котором существует либо избыток, либо недостаток электронов. В данном случае полупроводник представляет собой два слоя материала с различной проводимостью – n-слой с переизбытком электронов, и p-слой – с недостатком. Под воздействием солнечных лучей электроны покидают первый слой, и перемещаются во второй, после чего, пройдя через аккумулятор, возвращаются в исходную позицию.
Панели изготовлены из полупроводниковых материалов
Виды солнечных панелей, особенности устройства
Существует несколько основных видов устройств, которые характеризуются разным строением и материалом выполнения, долговечностью, прочностью и прочими критериями. Кроме того также существуют даже солнечные батареи для дома своими руками.
- Панели на тонкопленочном кремнии. При изготовлении данной модели используется минимум кремния, что снижает ее эффективность в почти два раза по сравнению с другими вариантами батарей. Таким образом, если вы решите воспользоваться подобным решением, вам придется занять батареями гораздо больше места, чем при использовании моделей, представленных ниже. Преимуществами является высокая чувствительность устройства даже при малой освещенности, стойкость к жаркой погоде, а также тонкость и гибкость, благодаря которым батарею можно установить даже на крышу с неровностями и изгибами.
Тонкопленочный кремний является не самым эффективным решением
- Батареи монокристаллического типа. Являются наиболее эффективным из всех представленных решений, однако и имеют соответствующую стоимость. Из плюсов использования именно такого решения можно назвать его стойкость к любым негативным внешним воздействиям, долговечность и высокая эффективность при относительно маленьком размере плит.
Монокристалические модели на сегодняшний день наиболее востребованы среди всех видов
- Батареи из микроморфного кремния. Данная модель имеет куда более лучшие показатели эффективности, чем у первого варианта, и, что стоит отметить, меньшую стоимость.
- Поликристаллические девайсы. Наиболее востребованный вариант, оптимально сочетающий в себе хорошие технические характеристики, стоимость и удобство эксплуатации. Довольно прочен, имеет отличную эффективность даже в пасмурные дни и высокую мощность. Минусом является, куда меньшая долговечность, чем у монокристаллических решений – эффективность устройства падает уже спустя три года после начала эксплуатации.
Поликристаллические устройства имеют схожие характеристики с монокристаллическим типом
Мощность солнечных батарей. Рассчитываем необходимое число панелей
Все сертифицированные устройства поставляются с паспортом, в котором указана номинальная мощность. Кроме того, вы можете узнать ее у продавца или в описании товара на страничке интернет-магазина. Стоит также отметить, что номинальная мощность не всегда совпадает с действительной, и может отклоняться как в большую, так и в меньшую сторону.
Полезный совет! Обратите внимание на возможное несоответствие мощности устройства для того, чтобы грамотно подобрать количество панелей, компенсирующее недостаток или переизбыток.Для того, чтобы посчитать необходимое количество панелей, вам надо узнать, сколько энергии потребляет ваш дом в день и сколько часов солнце освещает крышу. Исходя из этих данных, путем несложных вычислений вы узнаете, сколько батарей удовлетворит ваши энергетические потребности.
Принцип работы солнечной электростанции
Оптимальная емкость аккумулятора
Выбирая устройство, обращайте внимания на модели с большой емкостью аккумулятора, поскольку они смогут обеспечить вас энергией на случай отключения электричества на довольно долгий промежуток времени. Если же вы хотите узнать примерное значение, то нужно посчитать, сколько энергии потребляют в час самые необходимые приборы, а также взять в расчет время, на которое дом должен быть обеспечен электричеством.
Аккумулятор для панелей
Солнечные батареи для дома, стоимость комплекта которых вы можете найти в данной статье, при условии правильно подобранного аккумулятора могут обеспечить вас электричеством в аварийных ситуациях.
Контроллер заряда в солнечных панелях
В зависимости от эффективности работы контроллера он подразделяется на два типа – МРРТ и ШИН. При использовании первого варианта вы получаете в свое распоряжение практически всю выработанную устройством энергии, выбрав второй – вы теряете порядка 20%.
Таким образом, у вас есть два варианта: потратить чуть больше денег и приобрести МРРТ-контроллер, либо же остановиться на ШИН, увеличив при этом количество панелей для компенсации потери энергии.
Контроллер заряда
Типы инверторов: выбираем оптимальный
Данный элемент в конструкции солнечных батарей для дома, стоимость комплекта которых указана ниже, необходим для перехода в переменный ток постоянного, а также изменения его частоты.
- Автономный инвертор. Является отличным решением для домов, где отсутствует 220-вольтная электросеть.
- Сетевой инвертор стоит выбирать тогда, когда вашей целью является лишь частичная замена электричества на солнечную энергию и небольшая экономия денежных средств.
- Гибридная модель как нельзя лучше подходит для создания системы резервного энергосбережения, которая при отключении электричества будет работать еще некоторое время при помощи установленных дополнительно аккумуляторов.
Инвертор необходимо выбирать исходя из целей использования батарей
Виды крепления устройств на здании
От правильно выбранного вида крепления и угла расположения солнечных панелей во многом зависит эффективность их эксплуатации. Таким образом, чем больше света попадает на батареи, тем большее количество энергии будет выработано.
Крепление на крыше
Наиболее популярным вариантом размещения является расположение панелей на крыше дома, где нет никакого риска задеть или повредить конструкцию. Для промышленных целей оптимальным решением будет размещение устройств на стене или земле.
Крепление на земле
Полезный совет! Солнечные батареи для загородных домов необходимо располагать на южной стороне с углом наклона, соответствующим параллели горизонта.
Крепление на стене
Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта
Перед выбором производителя, следует принять во внимание тот факт, что с ростом популярности солнечных батарей растет количество подделок и некачественных сборок устройства. Именно по этой причине необходимо требовать у продавца все сертифицирующие документы и акты, а также обращать внимание только на проверенных поставщиков. Обратите внимание на таблицу ниже, где указаны комплекты солнечных батарей для дома, и цены на них.
Производство панелей Телеком-СТВ
Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта, цены от производителей
| Телеком-СТВ | ||||
 | ТСМ-15, монокристаллический | 18 | 1,45 | 3 516 |
| ТСМ-40, монокристаллический | 44 | 4,05 | 6 800 | |
| ТСМ-50, монокристаллический | 48 | 4,05 | 8 200 | |
 | ТСМ-10, поликристаллический | 13 | 1,45 | 3 020 |
| ТСМ-30, поликристаллический | 30 | 3,1 | 5 128 | |
| Квант | ||||
 | КСМ-180, монокристаллический | 180 | 16 | 17 500 |
 | КСМ-180П, поликристаллический | 180 | 16 | 18 000 |
| РЗМКП | ||||
 | RZMP-130-T, поликристаллический | 130 | 14,6 | 16 900 |
| RZMP-145-T, поликристаллический | 145 | 14,6 | 18 400 | |
Перед покупкой солнечных батарей для дома, ознакомьтесь с представленными в интернете и на сайте производителей отзывами покупателей.
РЗМКП – устройства отечественной сборки
Делаем выводы
Солнечная энергия – отличный способ сэкономить значительные денежные средства и внести свой вклад в сохранение природы. Купить солнечные батареи для частного дома на сегодняшний день доступно широкому кругу потребителей, а при правильном выборе, конструкция прослужит владельцу долгие годы.
Солнечные батареи при правильном выборе могут служить до 25 лет
Солнечные батареи и контроллеры заряда для дома. Общие сведения (видео)
ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ
Загрузка...aquatic-home.ru
Солнечные батареи для отопления дома: советы, рекомендации
Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.
Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.
Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.
С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.
Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.
Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.
С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.
В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.
Преимущества и недостатки эксплуатации солнечных батарей
Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.
Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.
В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.
Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.
При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.
Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.
Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.
Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.
Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.
Поэтому конструкцию системы рекомендуется монтировать своими руками на южную сторону кровли.
При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.
При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.
Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.
Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.
Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.
Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.
Стропиловку дома перед монтажом батарей рекомендуется своими руками укрепить, чтобы предотвратить падение кровли в зимнее время, когда на крыше, помимо батарей, будут наносы снега.
Виды солнечных батарей и особенности их комплектации
На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.
К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.
Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.
Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:
- вакуумный солнечный коллектор;
- прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
- насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
- емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
- электрический тэн.
Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.
Чтобы рассчитать нужную мощность установки, учитывают количество членов семьи, размер жилплощади и стандартный объем употребляемой энергии.
На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.
Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.
Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.
Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.
Общий принцип работы солнечной батареи
Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.
В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.
При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.
Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.
Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.
В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.
Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.
Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.
Видео:
При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.
Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.
Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.
Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.
При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.
stroyremned.ru
Солнечные батареи для отопления дома своими руками: отзывы, фото и видео
Солнечная батарея – это устройств, преобразующее солнечную энергию в электрическую, посредством фотоэлементов. Конструкция довольно проста, но, так же как и ее ближайший аналог – коллектор, наиболее эффективна летом, при максимальной активности солнца и длине солнечного дня.
Области использования
В силу принципа работы наиболее широкое применение батареи получили в тропиках и субтропиках. Гелиоустановки используются самостоятельно, в составе тепловых станций – гелиоэлектростанциий, и для поставки горячей воды в частных жилищах.
В некоторых европейских странах применение солнечных модулей стало частью местной политики. Например, в Испании новые здания изначально оборудуются гелиоколлекторами для снабжения горячей водой. А на крышах общественных зданий монтируются фотоэлементы для обеспечения электрическим током в дневное время.
В условиях морозной и бессолнечной зимы, гелиобатарея самостоятельно справиться с отоплением дома не сможет, но взять на себя долю в обогреве, тем самым сэкономив расходы на топливо и электричество – вполне.
Потребителей, судя по отзывам, в немалой степени привлекает и независимость системы от электросети, которая именно зимой часто преподносит неприятные сюрпризы.
Классификация солнечных батарей
Устройство представляет собой плоскую панель с размещенными на ней фотоэлементами на основе кремния, селенидов, теллуридов и органических соединений. Эффективность аппарата во многом зависит от природы полупроводника и формы используемого вещества.
Самые популярные – на основе кремния, благодаря большой распространенности элемента. Они же являются и самыми эффективными. В зависимости от формы кремния батареи разделяются на три типа.
- Монокристаллические – выращенный монокристалл чистого кремния разрезается на пластины в 250–300 мкм. На них устанавливается электродная сетка, и получается ячейка. Модуль представляет собой совокупность таких ячеек с КПД равным 17–22% — это максимальное значение для гелиоаппаратов. Стоимость ее выше, чем остальных видов, так как технология выращивания монокристалла довольно дорога.
- Поликристаллические – ячейки получают из затвердевшего расплава кремния. Эффективность их ниже – 12-18%, так как структура поликристалла неоднородна.
- Аморфные – кремневодород наносится на гибкую подложку. КПД самый низкий – 5–6%. Но такая пластина отличается тонкостью – менее 1мкм, и более высокой эффективностью при пасмурной погоде, чем приведенные выше виды.
Появление пленочных устройств связано с распространением гелиосистем и необходимости удешевления производства. КПД у них ниже, но и стоимость меньше, и монтаж своими руками не вызывает затруднений.
- Теллурид кадмия – прямозонный полупроводник с кристаллической структурой. Это первое соединение, которое использовалось при разработке фотоэлектрических модулей.
- Селениды меди-индия – характеризуется очень высоким КПД – до 15–19%,но только в том случае если в соединении присутствует именно индий, а не более дешевый заместитель – галлий.
- Органические полупроводники — фталоцианин меди, полифенилен и другое. КПД невысок – до 5–6%, но полимерная батарея отличается тонкостью и гибкостью, и также вполне доступна по цене.
Система отопления дома с солнечными батареями
Поскольку аппарат производит электроэнергию, то систему обогрева дома также рекомендуется установить электрическую, с помощью конвекторов или напольной системы. Мощность одного устройства колеблется от 30 до 500 Вт, для отопления дома площадью около 100 кв. м. в средней полосе России понадобится до 30 кв. м батарей.
- Панели с фотоэлементами размещаются на крыше с южной или юго-восточной стороны, где солнце пребывает большую часть дня, при этом угол наклона крыши должен оставлять не менее 30 градусов. Поэтому предусмотреть установку гелиосистем для отопления дома рекомендуется на этапе планирования.
- Фотоэлементы преобразуют световую энергию в электрическую, последняя накапливается в аккумуляторах. По мере необходимости аккумуляторы подключаются к инверторному устройству – для преобразования постоянного тока и в переменный, и ток подается к системе отопления.
- Дополнительно требуется электрораспределительное оборудование: контроллер для батарей, аппарат отбора мощности, преобразователи и так далее.
- Осуществить монтаж самой системы вполне возможно своими руками, а вот расчеты и проектирование потребуют участия специалиста.
На видео представлена установка гелиосистемы для отопления.
Солнечный модуль своими руками
Изготовить гелиоустройство, пусть и всего на 50 Вт можно самостоятельно.
Для этого потребуется материал подложки и покрытия – отзывы мастеров указывают, что лучше всего использовать оргстекло, 32 фотоэлемента – рекомендуется выбирать с припаянными проводами, так как операция припаивания занимает много времени, герметик – например, эпоксидный компаунд.
kamingid.ru
Солнечные батареи для отопления дома – экономия круглый год + видео
Если выбрать стандартные солнечные батареи для отопления дома
Собственно, выбор у вас небогатый – либо обычные солнечные элементы, на кристаллах фотоэлементов (моно- и поликристаллические) и из кремниевой пленки (тонкопленочные), либо коллектор. В первом случае будет просто снабжение током работающего на электричестве котла (бойлера) или других обогревательных приборов. Второй вариант предусматривает непосредственный нагрев солнечными лучами воды, которая будет течь по проведенным сквозь батареи коллектора трубкам. Таким образом, обе системы довольно сильно различаются, а значит у каждой есть свои достоинства, недостатки и, возможно, преимущества перед другой.
Установленные на крыше обычные солнечные батареи для отопления дома подходят ничуть не хуже, чем для его освещения.
Здесь все зависит от площади, покрытой светоулавливающими модулями. Например, если у вас на крыше панель с мощностью 800 Вт, это позволит вам задействовать один небольшой обогреватель, в течение небольшого времени, а вот батарея с мощностью 8 кВт уже может обогреть несколько маленьких комнат. Солнечные элементы с производительностью 13,5 кВт могут обогреть уже весь дом, правда, в самые суровые холода нагрузку увеличить не получится. Если установить батареи с выходом порядка 20 кВт, у вас могут параллельно работать и водонагреватель, и бытовая техника. Недостатки таких модулей – занимаемая ими площадь и высокая цена.
Обогрев дома солнечными батареями коллекторного типа
По своей сути коллекторы действительно схожи с солнечными батареями, поскольку улавливают прямые солнечные лучи. Исключением для вторых являются тонкопленочные пластины, выдающие ток от рассеянного света. Что касается коллекторов, то для нагрева воды жаркое солнечное излучение нужно плоским моделям. Единственный вариант, активно поставляющий в трубы отопительной системы горячую воду всю зиму, даже при плотной облачности – вакуумные коллекторы. Именно вакуум сберегает драгоценное тепло.
Если вы решите брать вакуумный вариант, в этом случае вам также предстоит выбор – модели прямого нагрева воды или косвенного. Первые считаются сезонными, поскольку накопительный бак расположен непосредственно в корпусе коллектора, и трубки с двойной оболочкой, внутри которой вакуумная среда, соединяются с емкостью напрямую. В зимнее время такие модели использоваться не могут, вода в них замерзает.
Другое дело – обогрев дома солнечными батареями коллекторного всесезонного типа. Они будут работать даже при -50 градусах и облачном покрове, поскольку накопительный бак установлен в доме. Такая система действует благодаря жидкости-теплоносителю, движущейся по трубам между спиралями, расположенными внутри бака, и коллектором. В сердечники вакуумных трубок залита та же жидкость. Вода же только в накопителе, из него она по трубам течет в батареи.
Отопление загородного дома солнечными батареями и его особенности
Итак, определенно, вакуумный компрессор является наилучшим вариантом, однако каковы особенности его использования? Ведь удаленные друг от друга накопительный бак и солнечные батареи для обогрева дома, установленные на крыше, подразумевают довольно внушительные коммуникации в промежутке. Так оно и есть. Поскольку легкокипящая жидкость должна подаваться в коллектор под давлением, можно использовать циркуляционный насос. Разумеется, будут затраты электроэнергии, однако можно установить дополнительно и солнечные элементы для выработки тока.
Испарение специальной легкокипящей жидкости начинается в сердечниках вакуумных трубок, когда температура внутри достигает 30 градусов.
Чтобы работа системы не требовала постоянного контроля, пока работает отопление частного загородного дома солнечными батареями, в нее внедряют блок управления, который по показаниям датчиков температуры включает или отключает насос. Сами датчики имеются не только в накопительном баке, но и на выходе коллектора. Что касается обслуживания последнего, оно не отличается особой сложностью. Трубки с вакуумными полостями присоединены к поперечному приемнику тепла с помощью медных гильз. В случае повреждения такой трубки она заменяется очень легко.
ogodom.ru
