Схемы и способы подключения солнечных батарей: как правильно провести монтаж солнечной панели

22.08.2019 —>

Принцип преобразования света в электроэнергию был открыт еще в середине XIX века. С тех пор ученые значительно продвинулись: солнечная энергия используется в портативной электронике, электромобилях, космосе и авиации.

588

Даже медики не оставили гелиоэнергию без внимания: существует технология микроскопических солнечных батарей, вживляемых под кожу, чтобы обеспечить бесперебойную работу кардиостимуляторов. 

Еще одно глобальное направление в использовании солнечного излучения — обеспечение частных жилых зданий электроэнергией. Установка солнечных батарей все шире внедряется в строительство и теперь доступна каждому.

Зачем вам домашняя электростанция

Установить солнечные батареи для дома довольно дорого. Однако статистика показывает: жителей Украины это не останавливает.

Всего за три первых месяца 2019 года солнечные электростанции приобрели и установили своими руками 1 400 частных домов. Общее количество домашних электростанций в Украине приближается к 9 000. Их общая мощность составляет 190 МВт, 21,5 кВт для каждой  семьи. Наиболее активны в установке таких систем регионы, где инициативу использования солнечной энергии поддерживают дотациями и компенсациями: Днепропетровская, Киевская, Тернопольская, Ивано-Франковская и Кировоградская области. 

Установить солнечные батареи означает не только последующую экономию семейного бюджета. Энергия солнца практически неисчерпаема (ученые предсказывают смерть звезды только через пять с половиной миллиардов лет), а полученная в результате энергия экологически чистая и не приводит к выбросу парниковых газов. 

Несмотря на то, что конструкциячастной системы получения электроэнергии с помощью солнца может казаться необоснованно дорогой, громоздкой и сложной, достаточно следовать инструкции и учитывать все особенности использования альтернативного источника энергии.

Установка солнечных батарей своими руками потребует:

1. внимательно изучить принцип работы системы;
2. выбрать оборудование в соответствии с его задачами для вашей системы. Как правило, элементы схемы таковы:

• сама конструкция солнечных модулей — ловит и преобразует свет солнца в электроэнергию;
• контроллер — контролирует качество заряда АКБ;
• накопительные аккумуляторы энергии;
• инвертор — переводит полученный заряд в необходимые 220 Вольт.

Батареи солнечной электростанции не питают электроприборы напрямую, они обеспечивают заряд рабочих аккумуляторов схемы. Те в свою очередь и получают, и накапливают, и передают энергию потребителям;

1. провести монтаж солнечных панелей и сопутствующих элементов;
2. подключить схему и запустить вашу частную электростанцию на альтернативном источнике энергии.

Обязательно предварительно проверьте работоспособность системы и эксплуатируйте ее грамотно.

Что учесть перед установкой солнечных панелей

Перед тем, как приобрести оборудование электростанции и устанавливать ее своими руками или с помощью специалистов, требуется учесть множество нюансов. Они касаются и положения, и окружения системы, и расходов. Правильный монтаж солнечных батарей позволит системе работать бесперебойно и окупить затраты сторицей. 

Окружающая среда / тень

Источник энергии для частной электростанции — излучение солнца. Логично, что его должно быть достаточно. Дом, расположенный в тени деревьев или других частных построек, получит меньшую мощность электроэнергии, чем размещенный под прямыми солнечными лучами.

Обратите внимание на тип панелей, которые приобретаете:

• поликристаллические в тени только сокращают выход энергии;
• монокристаллические в тени полностью остановят производство энергии.

Перед тем, как установить солнечные батареи, проверьте, затеняется ли поверхность, где они будут размещаться, особенно в период с 10 до 14 часов. 

Электроэнергия будет производиться тем эффективнее, чем дольше панели находятся под прямым солнечным светом. 

Если одна часть крыши затемнена, а другая — нет, рекомендуется подключать их к разным трекерам.

Угол наклона конструкции

Чаще всего встречается крепление солнечных панелей на крыше. Работа модульных элементов системы здесь не так часто зависит от тени, однако тоже имеет особенности.

Конструкция не должна находиться под углом меньше 40 градусов. Слишком острый угол приема солнечной энергии обладает низкой эффективностью: хозяева собственными руками могут испортить работу системы.

Чтобы компенсировать угол наклона при необходимости конструкцию устанавливают на каркас или демонтируют часть крыши.

Лучший угол наклона — 90 градусов. Достичь его довольно сложно, но следует стремиться к такому среднему показателю.

Ориентация конструкции

Фотоэлементы системы должны получать максимум потока солнечных лучей. Именно поэтому необходимо разместить конструкцию по солнцу. В северном полушарии лицевая панель должна «смотреть» на юг, в южном — на север.

Инсоляция

Инсоляция — это поток солнечного излучения на поверхность земли. Для каждой местности уровень инсоляции будет разниться с учетом сезонности. Мера инсоляции покажет объем доступного солнечного света для частного дома и будет ли его достаточно для выработки электроэнергии.

Чем выше инсоляция, тем больше энергии дадут на выходе модульные элементы конструкции, они могут быть меньшими по размеру. Если инсоляция низкая, потребуется больше элементов большего размера.

Вручную вычислить инсоляцию можно с помощью определенного алгоритма, существуют и компьютерной программы. 

Зона покрытия и необходимое количество энергии

Размеры конструкции частной электростанции на солнечном источнике энергии никак не зависят от размеров самого дома. Здесь главное — учитывать инсоляцию и нужный вам объем энергии.

Насколько большой должна быть система, подскажет счет за электроэнергию и количество потребляемых домом киловатт за сутки.

Лучше всего с расчетом справится специалист. Исходя из ежемесячного потребления энергии, инсоляции, солнечных пиков и особенностей элементов системы, он подсчитает, сколько квадратных метров панелей потребуется. С подсчетом вручную высока вероятность ошибки и неэффективной установки конструкции.

Расчет веса

Установка солнечных панелей на крыше должна учитывать вес самой конструкции. Немецкие ученые уже разрабатывают солнечные батареи из текстиля, однако сейчас в ходу куда более тяжелые элементы (вес может превышать 100 килограмм). Они способны увеличить давление на стропила крыши и саму ее конструкцию. Важно помнить о весе обслуживающих устройств, электрощитков и даже проводов, чтобы крыша могла их выдержать. 

Расходы

По сравнению с серединой XX века стоимость системы частной электростанции упала в сто раз (с 300 долларов за ватт до 3-5 долларов). Несмотря на такой скачок общие расходы по приобретению и установке конструкции могут составлять до 40 000 долларов. Установка солнечной батареи своими руками обойдется несколько дешевле.

Рассчитывать стоимость и руководить затратами следует исходя из необходимой мощности, которую также можно дополнять работой стандартной электросети.

Доступные уход и обслуживание конструкции

Элементы системы после грамотной установки неподвижны. Они не требуют значительного ухода, однако панели должны быть чистыми, чтобы ничто не мешало потоку света. Это позволит системе работать эффективнее.

Убедитесь, что имеете доступ к конструкции и возможность регулярно очищать ее от снега или пыли.

Обратите внимание на вентиляцию. Либо оставляйте зазоры между панелями, либо используйте ондулин или шифер, благодаря их структуре вентиляция поверхности батарей будет естественной.

Срок работы элементов системы разнится:

• солнечные панели — до 50 лет;
• контроллер и инвертор — до 20 лет;
• аккумуляторы — до 10 лет.

Не все производители принимают отслужившие элементы для утилизации, но вторичный рынок открыт для купли-продажи.

Установка солнечных батарей на крышу: этапы монтажа

Не каждый хозяин частного дома решится устанавливать солнечную электростанцию своими руками. Источник сомнений — возможные ошибки при монтаже и затраты времени. Чтобы все элементы работали слаженно и эффективно, потребуется большая внимательность и знание основ работы с электроэнергией.

Безусловно, специалисты установят систему гораздо быстрее, а в случае неполадок гарантируют ремонт, однако их работа стоит недешево, что все чаще заставляет хозяев устанавливать конструкцию самостоятельно. 

Прежде всего с учетом ранее оговоренных нюансов следует выбрать место для размещения солнечных панелей системы. В настоящее время рабочими считаются несколько вариантов.

Виды креплений 

• На крыше частного дома (угол ската не более 40 градусов). Если угол выше, создается конструкция из профилей, поддерживающих систему панелей под нужным наклоном;
• на плоской крыше потребуется также установить каркасную конструкцию, чтобы солнечные панели находились под углом от крыши;
• на стене солнечные батареи устанавливаются не часто, но при совпадении необходимых характеристик это возможно сделать с помощью надежного профиля из рам;
• на опоре, расположенной на земле. Как правило, такое крепление для солнечных панелей своими руками ставят в снежных регионах, где классическое расположение на крыше не подходит;
• на балконах многоквартирного дома также можно установить панели для мини-электростанции. Обычно они крепятся на козырьке. 

Обратите внимание! Для рамочных конструкций используются уголки и профили только металлические. Конструкции из дерева быстрее потеряют прочность, могут просесть или подгнить. Сечение металлических профилей конструкции должно зависеть от площади и веса панелей.

Все профили и панели должны быть закреплены максимально прочно и не двигаться!

Особенности электрики

Система работает следующим образом: от солнечных панелей через контроллер и аккумуляторы энергия переводится в инвертор, откуда поступает к электрическим приборам.

Запрещено подключать инвертор напрямую к контроллеру.

Правильно соединить между собой элементы системы очень важно. В зависимости от выходного напряжения солнечных панелей и мощностей контроллера и аккумуляторов используются несколько видов подключений: параллельная схема (плюс к минусу), последовательная (плюс к плюсу, минус к минусу) и смешанная. 

Рекомендуется между всеми элементами системы (контроллером, аккумуляторами и инвертором) установить предохранители. При возможном коротком замыкании именно они защитят всю систему. 

Создайте систему вентиляции для аккумуляторного отсека.

Соблюдайте полярность и подключайте штекеры в нужные разъемы. 

Ошибки при подключении солнечной электростанции вручную

Чувствительные полупроводниковые элементы, из которых созданы фотоэлектрические модули, требуют бережного к себе отношения. Собственноручно собрать работающую и эффективную частную электростанцию на солнечном источнике энергии может только очень внимательный мастер. 

Установку конструкции лучше провести в паре или командой. Тяжелая панель рискует выскользнуть из рук, а один удар или падение снизят показатели мощности.

Один неправильно присоединенный кабель приведет к поломке или возгоранию, гарантия в таком случае не предусмотрена.

Ни в коем случае не используйте материалы для каркаса низкого качества. Каркас должен выдержать ветер и первые последствия снегопадов, быть прочным и устойчивым. Не используйте черные металлы, чтобы не возникало потеков на кровле.

Расчеты расположения элементов системы вручную, «на глаз», также снижают ее мощность. Доверьте рассчитать показатели инсоляции и идеальный угол наклона панели экспертам. Это увеличит выработку электроэнергии и усилит окупаемость.

Еще пять распространенных ошибок:

• модули на крыше крепятся не к несущим балкам, а к продольным, в итоге солнечная батарея может оторваться;
• отсутствие вентиляционных зазоров приводит к уменьшению выработки электроэнергии;
• резьбовые контакты для соединения элементов наружной части системы неэффективны, как и скрутки медь-алюминий. Они окисляются и контакт пропадает, вследствие чего вырабатывается меньше энергии;
• использование стандартной изоляции;
• отказ в использовании графитной смазки силовых контактов.

Не забывайте о должном программировании аппаратуры и правильном введении в эксплуатацию аккумуляторной банки. Все показатели системы должны выполнять свои функции полностью.

Видео по установке солнечных батарей

В данном видео можно посмотреть как установить солнечную батарею в частном доме. Лучше сразу понять возможноые сложности и нюансы при монтаже и установке, чем потом все переделывать.

Выводы

Солнце как альтернативный источник энергии становится доступным для частных домов многих жителей Украины. Стоимость оборудования и установки высока, однако окупается в течение нескольких лет. Выработанной электроэнергии хватает не только на нужды самих домохозяйств с такой электростанцией, но и для продажи государству.

Установка конструкций — не только затратное, но и кропотливое дело. Однако при должном внимании к деталям возможно создать каркас для панелей и подключить электрику собственными руками.

Для максимума энергоэффективности важны не только схемы подключения и создание должной изоляции и вентиляции, но и само расположение панелей, уровень солнечного излучения, вес панелей и возможность их качественно обслуживать.

Еще 50 лет назад, получение электроэнергии от Солнца относилось исключительно к космическим технологиям (как по сложности оборудования, таки и по его стоимости). Сегодня, установка солнечных батарей в индивидуальном порядке стала привычным делом. Панели можно встретить на крышах дачных домиков, на территории фермерских хозяйств, на опорах освещения.

Вопрос «пользоваться или не пользоваться», уже не рассматривается. Потенциальный владелец озабочен лишь расчетом стоимости, мощности и надежности оборудования. О том, какие бывают солнечные батареи, как их правильно выбрать, расскажем в нашем материале.

Принцип работы солнечной батареи

На самом деле, правильное название — фотоэлемент (то есть, фотобатарея). Но поскольку источником света является солнце, прижилось наименование «солнечная батарея».

Элемент представляет собой «бутерброд» и пластинок кремния, разделенных стандартным (для радиодеталей) переходом. Секрет в том, что кремниевые части имеют различный тип:

• N-слой;
• P-слой.

Такие комплекты применяются практически во всех радиодеталях, изготовленных из кремния.

Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света. Просто КПД настолько мизерный, что использовать их в качестве источника тока бессмысленно.

К слою кремния N-типа добавляется фосфор. В состоянии покоя такая смесь дает избыток электронов с естественным отрицательным зарядом.

P-тип «обогащен» бором, что создает дефицит отрицательных зарядов (так называемый эффект электроновых дыр).

Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод (для снятия электротока), а к P-слою — положительный.

Из законов физики мы знаем, что в P/N переходе присутствует электрической поле. Под воздействием на отрицательную панель солнечных фотонов, в переходе происходит интенсивное разделение отрицательных и положительных частиц. «Минусы» накапливаются в верхнем слое, а «плюсы» в нижнем. В результате, солнечный бутерброд превращается в обычную батарейку с накопленным зарядом. Если к электродам подключить потребителя энергии — возникает электроток.

Естественно, заряд в таком источнике моментально исчезает, но его тут же восстанавливает солнечный свет. Таким образом, пока фотобатарея интенсивно бомбардируется фотонами, мы имеем достаточно производительную мини электростанцию.

Современные батареи могут работать даже при отсутствии прямых солнечных лучей (например, при сплошной облачности). Естественно, интенсивность выработки электроэнергии при этом снижается. Но при отсутствии света (даже луна не способна «пробудить» батарею), процесс останавливается. Поэтому рассматривать фотопанели отдельно, как источник электроэнергии нельзя. Схема подключения солнечных батарей обязательно включает в себя буферное устройство: аккумулятор энергии.

Кроме того, вырабатываемый ток нестабилен, поэтому для организации энергоснабжения объекта требуется управляющий контроллер. Разумеется, если вы используете мобильную фотобатарею для подзарядки смартфона в многодневном походе, такие технологии не требуются. А для строительства индивидуальной электростанции требуется комплект периферийных устройств.

Типы солнечных батарей

Генераторы «чистой» энергии классифицируются по типу материала, из которого выполнены элементы:

1. Монокристаллические — самый массовый продукт на энергорынке. Для полноценного энергетического обеспечения объекта требуется значительная площадь монтажа. Приоритетная сфера использования — резервные или дублирующие энергосистемы при имеющемся подключении к сети.
2. Поликристаллические системы более производительны, и при меньшей площади элементов могут быть использованы в качестве автономной электростанции объекта без централизованного энергоснабжения. Единственный недостаток (он нивелируется в процессе использования), стоимость существенно выше.
3. Аморфный кремний — это прорыв в солнечной индустрии. Производительность высокая, продолжительный срок службы, элементы гибкие. Однако стоимость слишком высокая (по крайней мере, на нынешней стадии — пока производство не вышло на промышленный уровень).

Какие солнечные батареи лучше? Это чисто субъективный выбор. Простые расчеты показывают, что на сегодняшний день оптимальное соотношение цены качество у первых двух типов.

• Монокристаллы обычно покупают в довесок к действующей системе энергоснабжения, поэтому их стоимость окупается экономией на оплате за электроэнергию. С психологической точки зрения — такой способ подключения исключает страх остаться «без света» в случае поломки оборудования. Можно считать это предрассудком, поскольку надежность современных солнечных систем достаточно высокая. А поломка всей системы сразу мало вероятна. Элементы дублируются, можно производить ремонт без полного нарушения энергоснабжения.
• Поликристаллические батареи дороже ровно настолько, насколько и производительнее. Электростанция на поликристаллах может быть полностью автономной, то есть без вводной линии центрального энергоснабжения. Опыт использования в отдаленных местах проживания показывает, что такие системы вполне жизнеспособны, и не нуждаются в резервировании. Разве что можно установить ветрогенератор (на случай природных катаклизмов вроде затяжного дождя с пасмурной погодой в течение нескольких дней). Окупаемость 100%, если вы построили новый дом без энергоснабжения. Стоимость технических условий и монтажных работ сопоставима с покупкой комплекта на солнечных батареях мощностью 4000 Вт. А дальше — экономия в чистом виде. Вы вообще не знаете, что такое оплата электроэнергии.
• Аморфные батареи пока еще экзотика (с точки зрения стоимости). Однако технологии развиваются настолько стремительно, что через относительно короткий промежуток времени эти системы станут доступнее: вспомните ситуацию со светодиодными светильниками.

Преимущества и недостатки солнечной энергетики

Плюсы:

• На стадии использования — экологичность (почему с оговоркой: производство и утилизация такие же «грязные», как и любая другая электроника).
• После первичных вложений, полученная электроэнергия условно бесплатная (требуются некоторые средства на обслуживание по истечении срока эксплуатации).
• Возможна полная автономия: вы можете организовать энергоснабжение в местах, где даже не планируется централизованная подача электроэнергии.
• Вы не зависите от тарифной политики энергетических компаний.
• При выполнении определенных нормативов, можно «продавать» избыток электроэнергии в городские сети.

Минусы:

• Относительная дороговизна оборудования (как видно на примерах использования, это не всегда является проблемой).
• Зависимость от погодных условий (в регионах, где солнечных дней немного, использование затруднено).
• Оборудование нуждается в периодическом обновлении — присутствует естественный износ.

Правильный монтаж

Схема подключения солнечных панелей намного сложнее, чем централизованный ввод городской сети. Домашняя электростанция состоит минимум из четырех элементов.

Мы не рассматриваем примитивные системы освещения садовых дорожек на 12 вольт. Речь пойдет о полноценном энергоснабжении 220 вольт.

1. Собственно фотоэлементы. Принцип работы и критерии выбора мы уже рассмотрели. Расчет мощности производится от базовой цифры 5 кВт на 1 дом. Это приблизительно 20–40 стандартных панелей площадью по 0.5 м².
2. Блок управления (контроллер). Без него невозможно функционирование вашей электростанции. Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечной батареи? Он должен поддерживать общую мощность системы энергоснабжения, обеспечивать заряд аккумуляторов и правильно распределять поток мощности при одновременном потреблении и заряде.Кроме того, на контроллере лежит ответственность за безопасность системы, в том числе и пожарная.Прибор может входить в комплект электростанции, либо приобретается отдельно.Функционал у всех моделей стандартный. При выборе вы определяете мощность, вольтаж (12 или 24) и главный критерий — срок службы (гарантия). При выходе из строя контроллера, ваше энергоснабжение определяется емкостью аккумуляторов (пока не разрядятся).
3. Модуль аккумуляторных батарей. Пожалуй, второй по важности элемент в «электростанции». Он служит накопительным буфером энергосистемы. Фактически, отбор мощности происходит именно от батарей. Солнечные элементы лишь восстанавливают отданный запас энергии (заряжают АКБ). Разумеется, могут быть периоды, когда часть нагрузки ложится на фотоэлементы (если вырабатываемая энергия существенно выше затрат на зарядку). Тогда можно сказать, что ваш телевизор или холодильник питается напрямую от солнца. Перед тем, как установить солнечные батареи, необходимо рассчитать емкость аккумуляторов. Делается это просто: при входной мощности 3 кВт, ток потребления не превышает 15 А (в сети 220 вольт). На выходе 12 вольтовых батарей ток будет уже 250 А (в соответствии с законом Ома). Разумеется, такая мощность отбирается не постоянно, но для примера в расчетах мы возьмем именно эти цифры. То есть, если вы установите 5 батарей емкостью по 100 А×ч каждая, то при такой нагрузке заряд закончится через 2 часа.Разумеется, это условные цифры: в реальности существует множество поправок в расчетах. Но базовый ток и мощность исчисляются именно по такому принципу.Существуют различные батареи: кислотные, щелочные, гелевые… По-большому счету, гоняться за самыми «продвинутыми» системами нет смысла. А сэкономить можно лишь на возможности обслуживания: батареи, за которыми требуется надзор, стоят дешевле.
4. Преобразователь напряжения. Вы можете отбирать мощность напрямую у АКБ, если ваши потребители рассчитаны на 12 вольтовое питание. Однако большинство электроприборов рассчитаны на 220 вольт. Поэтому на выходе устанавливается преобразователь 12–220В.К нему подключается ваша внутренняя электросеть.

Самостоятельная установка

Зная, как подключить солнечную батарею к энергоснабжению вашего дома, вы сможете сэкономить на оплате труда монтажников. Самая сложная часть — установка комплекта солнечных батарей на крыше. Если высота дома не более 2 этажей, можно выполнять такую работу самостоятельно (с помощником). Крепление выполняется с учетом погодных условий и ветровой нагрузки вашего региона.

Закончив монтаж солнечных батарей, приступаем к подключению электрики. Все фото батареи заводятся на контроллер, который управляет зарядом аккумуляторов. От АКБ можно выполнить отвод для потребителей 12 В.

Затем подключаем инвертор, и заводим его на вводной электрощиток. Автономное энергоснабжение готово.

Типовая схема показывает взаимное положение элементов и порядок электрических соединений. При покупке оборудования, каждый элемент снабжается технической документацией, по которой производится сборка.

Видео по теме

<center></center>

В связи с постоянным повышением тарифов на энергоносители и стимуляцией зеленой энергетики в ряде государств, для обывателей стал актуальным вопрос организации собственной солнечной электростанции. Для чего многими владельцами частных территорий  и квартир осуществляется  установка солнечных батарей для дома. Но далеко не все автономные источники  выдают ожидаемые от них результаты, а некоторые вообще не функционируют. Поэтому далее мы рассмотрим основные нюансы использования солнечных батарей и детальный алгоритм установки, что позволит вам добиться максимального эффекта.

Содержание

Что следует учесть на этапе проектирования?

Перед тем как установить автономную электростанцию, важно выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и комплектующего оборудования. Если вы собираетесь использовать домашнюю электростанцию для выработки электроэнергии номиналом в 220 В, то вам понадобятся такие элементы:

• Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м² площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
• Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
• Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
• Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции.
  

  

• Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

Несмотря на важность каждого элемента домашнего генератора свободной энергии, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого будет зависеть и продуктивность, и качество работы всей системы.

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

• С поликристаллическим модулем – отличаются стабильными показателями генерации, не зависимо от интенсивности солнечных лучей. Также солнечные батареи на основе поликристаллического кремния отличаются сравнительно небольшим КПД – от 9 до 18%, в зависимости от производителя. Со временем КПД не снижается, но к недостаткам поликристаллических элементов следует отнести сравнительно небольшой срок службы – порядка 10 лет.
• С монокристаллическим модулем – такие панели неравномерно вырабатывают электричество в солнечную и пасмурную погоду, теряют мощность со временем эксплуатации. Но КПД автономного электроснабжения на основе монокристаллического кремния находится в пределах от 12 до 25%. А срок службы монокристаллических панелей составляет порядка 25 лет.
  

  

• С аморфными кристаллами – используются в гибких пластинах, отличаются довольно низким КПД – порядка 6%. Максимальная мощность, заявляемая производителем, значительно снижается со временем эксплуатации и может упасть на 20 – 40%. Срок службы довольно низкий – не более 5 лет.
  

  

Выбор места и способа установки

Оптимальная генерация электрического тока обеспечивается при условии попадания достаточного количества солнечного света на поверхность панели, поэтому близлежащие постройки и деревья не должны ее затенять. То же касается и способа размещения их друг относительно друга – верхние или боковые панели не должны закрывать собой соседние. Оптимальная выработка электроэнергии достигается при перпендикулярном попадании лучей на фотоэлектрический преобразователь, что тоже должно учитываться при выборе места.

Наиболее часто для установки солнечных батарей используются:

• Крыши зданий – в зависимости от угла наклона, солнечные батареи могут располагаться как непосредственно на кровле, так и на специальной конструкции. Но далеко не каждый угол наклона подойдет для получения электричества, оптимальным считается от 0° до 40°.
  

  

• Отдельно стоящие опоры – подходят для дома с приусадебным участком, на котором есть место под дополнительную конструкцию.
  

  

• Стены – несмотря на горизонтальное положение, панель крепиться к наклонному каркасу.
  

  

• Лоджия или балкон – для покрытия фотоэлементами подходят как стены, так и крыша.
  

  

Помимо открытого пространства, не забывайте, что выбранная конструкция должна выдерживать и вес солнечной батареи. Это особенно актуально для строящихся или модернизируемых зданий, дабы та же крыша не провалилась под весом домашней электростанции, солнечного коллектора и прочего крышевого оборудования. По отношению к сторонам света ее устанавливают с юга. Расположенные на земле, обязательно приподымаются над поверхностью грунта не менее чем на полметра.

Заметьте, скопление на солнечном модуле пыли, снега, листьев, продуктов жизнедеятельности животных и насекомых существенно снижает эффективность их работы. Поэтому место установки должно предусматривать возможность ухода и периодического технического обслуживания.

Этапы установки солнечных батарей

После того, как вы заготовили все необходимое для домашней электростанции, подобрали место и составили схему расположения панелей, переходите непосредственно к установке. Для этого:

• Соберите каркас – для этого подойдут любые прочные материалы (сталь, алюминий или дерево). Желательно использовать долговечные варианты, так как электростанция прослужит вам не один год.
  

  

В зависимости от места установки их можно изготавливать и собирать отдельно от монтажной площадки, но размеры должны учитывать габариты панелей заранее. Между крышей и батареей обязательно оставляйте воздушный зазор для вентиляции.

• Если модули в панелях не спаяны между собой, обязательно произведите данную процедуру. Выполняйте ее крайне аккуратно, так как хрупкие детали можно легко повредить.
  

  

Если вы приобрели готовые панели, в которых ничего спаивать не нужно, сразу переходите к монтажу.

• Установка готовых солнечных батарей не требует дополнительных манипуляций – главное надежно зафиксировать их на каркасе.
  

  

Если вы собираете их из модулей, изготовьте основание из диэлектрического материала с отверстиями для вентиляции, установите клеевую основу и закройте герметичной прозрачной крышкой.

• Припаяйте соединительные провода – панели между собой могут соединяться как последовательно, так и параллельно, но главное, не забудьте установить запирающий диод в цепь питания каждой из них. Это предотвратит обратный разряд аккумулятора в цепь модуля после захода солнца.
• Подключите солнечную батарею к остальным элементам домашней электростанции.

Следует отметить, что положение солнца летом и зимой кардинально отличается, поэтому весьма эффективно выполнять регулировку угла наклона. Для этого можно предусмотреть соответствующий подвижный механизм в каркасе или опорном кронштейне.

Используемые источники:

• https://uaenergy.com.ua/post/32469/ustanovka-solnechnyh-batarey-nyuansy-raboty-i-pravila-montazha
• https://profazu.ru/elektrooborudovanie/solnechnye-batarei/ustanovka-solnechnyh-batarej.html
• https://www.asutpp.ru/ustanovka-solnechnyh-batarey-dlya-doma.html