Солнечные батареи для дачи: подбор и установка

Солнечные батареи для дачи: подбор и установка

H2 Введение

Солнечные батареи становятся все более популярным решением для получения электроэнергии на даче. Они позволяют экономить на электроэнергии и снизить углеродный след. В этой статье мы рассмотрим, как выбрать и установить солнечные батареи для дачи.

H2 Выбор солнечных батарей

H3 Типы солнечных батарей

Существует несколько типов солнечных батарей: монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные. Монокристаллические батареи являются самыми эффективными, но и самыми дорогими. Поликристаллические батареи менее эффективны, но стоят дешевле. Тонкоплёночные батареи самые дешевые, но и наименее эффективные.

H3 Размер солнечных батарей

Размер солнечных батарей зависит от потребностей вашей дачи. Чем больше потребление электроэнергии, тем больше необходимо батарей. Чтобы определить размер солнечных батарей, необходимо рассчитать потребление электроэнергии на даче.

H3 Производители солнечных батарей

Существует множество производителей солнечных батарей. Некоторые из самых известных: SunPower, LG, Panasonic, Trina Solar, Canadian Solar.

H2 Установка солнечных батарей

H3 Подготовка к установке

Перед установкой солнечных батарей необходимо провести несколько шагов подготовки. Это включает в себя:

• Проверка разрешений на установку солнечных батарей
• Определение места установки солнечных батарей
• Подготовка крыши или другого места установки

H3 Установка солнечных батарей

Установка солнечных батарей включает в себя несколько шагов:

• Установка креплений на крышу или другом месте установки
• Установка солнечных батарей на крепления
• Подключение солнечных батарей к инвертору
• Подключение инвертора к сети электроснабжения

H3 Настройка солнечных батарей

После установки солнечных батарей необходимо настроить их для максимальной эффективности. Это включает в себя:

• Настройка инвертора
• Настройка системы слежения за солнечными батареями
• Настройка системы хранения электроэнергии (если есть)

H2 Заключение

Установка солнечных батарей для дачи – это хороший способ экономить на электроэнергии и снизить углеродный след. Чтобы выбрать и установить солнечные батареи, необходимо учесть тип батарей, их размер, производителя и правильно подготовиться к установке.

Связанные вопросы и ответы:

Какие типы солнечных батарей существуют

Сегодня различные типы солнечных панелей набирают всё больше и больше популярности. И не зря, ведь помимо того, что население планеты Земля начинает задумываться об экологических источниках энергии, солнечные панели ещё и становятся всё более и более энергоэффективными.

Конечно, самое основное что входит в любую солнечную систему энергообеспечения — это панели или батареи, поэтому важно разбираться что к чему. Конечно, система намного сложнее и в неё входят всякие стабилизаторы, инверторы и прочее, однако это не основной момент.

Какие бывают виды солнечных батарей или панелей?

На данный момент типы солнечных батарей составляют такое разнообразие и их такое великое множество, что каждый потребитель, желающий обзавестись подобным источником энергии задаются вопросами: Как выбрать солнечную батарею? И Какие есть солнечные батареи в Сургуте? Об этом наша статья: мы постараемся, особо не влезая в дебри технологий разобраться на какие типы делятся батареи или панели, питающиеся от энергии солнца, ведь рынок пестрит выгодными предложениями и желаем продать Вам ту или иную систему.

В первую очередь различаются солнечные модули материалами, принципом работы и принципом производства. Так давайте же разбираться что и почему.

Кремниевые солнечные батареи

Такой тип солнечных панелей отличается в первую очередь своим материалом, который, как можно догадаться из названия, представлен кремнием. Сегодня это самые популярные батареи на рынке. Это связано с тем, что кремний сравнительно легкодоступный материал, он недорогой и при этом обладает хорошими показателями производительности, по сравнению с конкурентными видами солнечных модулей. Производят их не только из кремния, но и в том числе из моно, поликристаллов, а также аморфного кремния. В чём разница?

Монокристаллические солнечные батареи

Для производства солнечных батарей монокристаллического типа используют очищенный, самый чистый кремний. Такой вид солнечной панели выглядит как силиконовые соты, или ячейки, которые соединены в одну структуру. После того, как очищенный монокристалл затвердевает, его разделяют на супертонкие пластины, толщиной до 300 мкм. Такие готовые пластины соединены тонкой сеткой из электродов. В сравнении с аморфными батареями, такие стоят дороже, ведь технология их производства в разы сложнее. При этом такие батареи стоит выбрать хотя бы за их высокий коэффициент полезного действия, и он у них на уровне 22%. Да, для солнечных батарей это хороший показатель.

Поликристаллические солнечные панели

Для того чтобы получить поликристаллы, кремниевую субстанцию медленно охлаждают. Такой подход к технологии производства значительно дешевле чем в предыдущем типе панелей, поэтому и стоит этот вид дешевле. При этом для изготовления требуется меньше энергии, а это ещё раз благотворно действует на цену. Но чем-то же нужно жертвовать? Поэтому у таких батарей КПД ниже — до 18%. Связано такое падение коэффициента с образованиями внутри поликристалла, которые снижают эффективность.

Для того ещё лучше разобраться в различиях между первым и вторым типом батарей:

Сравнение монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей:

Разница в структуре

Монокристаллы – кристаллы направлены в одну сторону, зёрна параллельны

Поликристаллы – кристаллы направлены в разную стороны, не параллельны

Стабильность работы

Монокристаллы – высокая

Поликристаллы – меньше

Стоимость

Монокристаллы – дорогостоящие батареи

Поликристаллы – дорогостоящие, но немного дешевле

Окупаемость

Монокристаллы – 2 года

Поликристаллы – 3 года

КПД

Монокристаллы – до 22%

Поликристаллы – до 18%

Технология производства

Монокристаллы – совершеннее, сложнее, точнее

Поликристаллы – более простая, отсюда и низкая стоимость

Аморфные солнечные панели или батареи из аморфного кремния

Данный вид солнечных батарей можно отнести как к кремниевым (потому что материал изготовления — кремний) так и к плёночным, ведь изготовлены они по принципу производства плёночных батарей. Но всё же отличия есть.

Здесь используются не кристаллы кремния, а так называемый силан - кремневодород. Его наносят на подложку, внутри батарей. КПД у такого вида солнечных батарей намного ниже — около 5%. Но всё не так плохо! Есть и преимущества, среди которых можно назвать: намного лучшее поглощение - в 20 раз лучше, лучше работает при отсутствии прямого солнца, когда пасмурно, эластичность панелей.

Также бывают сочетания моно и поликристаллических панелей с аморфными. Такое сочетание позволяет соединить преимущества двух различных типов. Например, батареи лучше работают, когда солнца недостаточно для обычных кристаллических батарей.

Плёночные солнечные батареи

Плёночные панели — это следующий шаг развития источников питания на солнечной энергии. Шаг, который продиктован в первую очередь необходимостью снижения цен на производство батарей и стремлением к повышению энергоэффективности.

Какие факторы следует учитывать при выборе солнечных батарей для дачи

При выборе подходящих батарей учитывайте вместимость резервуара для воды. Слишком маленький бак не сможет летом получать все тепло от батарей. С другой стороны, в слишком большом баке вода никогда не будет достаточно горячей, и ее придется повторно нагревать.

Для семьи из четырех человек мы рекомендуем использовать резервуары емкостью около 300 л. Для нагрева такого количества воды достаточно 2 или 3 коллектора площадью около 2 кв. м.

Что касаемо выбора самих солнечных панелей, то их можно разделить на три категории по эффективности:

• Высокоэффективные (SunPower);
• Панели со средней эффективностью (REC, QCells, LONGi);
• Бюджетные (полностью поликристаллические модели).

Неэффективность панели вовсе не означает, что она не сможет вырабатывать энергию. Это значит ее более низкую мощность, то есть вам понадобится больше панелей, чтобы получить такой же эффект как у более мощных моделей.

Следует знать, что с увеличением производительности качество изготовления (выражаемое, например, в сроках гарантии на продукт) также увеличивается, но и цена панелей также растет. Так как:

1. Средние и неэффективные фотоэлементы используются в наземных установках, потому что это более выгодно, площадь поверхности не является таким ограничением, и если что-то сломается, то легко заменить;
2. На крышах используются очень эффективные и качественные, среднеэффективные панели, потому что обычно ограничивается поверхность, установка каждой панели стоит дороже, а если что-то сломается, заменить сложнее.

Однако все это лишь общие рекомендации, и все зависит от ситуации и затрат.

Мощность панели определяет, сколько электроэнергии будет производить данная панель (в условиях тестирования), однако ее производительность (или, лучше сказать, эффективность) определяет степень, в которой данная панель преобразует солнечное излучение в электричество.

Обратите внимание, мощность зависит от размера панели, а КПД — нет. Необходимо различать эти две концепции, чтобы можно было хорошо сравнить несколько панелей.

Какие солнечные панели наиболее мощные, эффективные?

Панели Bruk-bet имеют самую высокую мощность, но самую низкую эффективность. Преимущество в мощности просто связано с большим количеством ячеек.

Очень хороши солнечные панели REC и Sharp, хотя первые больше по размерам и тяжелее. Размер панелей важен в том смысле, что пространство на крыше обычно ограничено.

Что касаемо надежности. Солнечные батареи — это устройства, настолько простые по своей конструкции, что они не сломаются без внешнего вмешательства. Исключение составляют изделия, которые перестанут работать из-за производственных дефектов. Однако это, как правило, самые дешевые панели китайского производства.

Тем не менее, товар может быть поврежден при транспортировке. С этой точки зрения важно кто продавец панелей, как выглядит гарантийное и послегарантийное обслуживание. Каждый производитель и каждый поставщик должен определять строгие условия гарантии, и они обычно схожи. Поэтому при покупке солнечных батарей следует обязательно обращать внимание на гарантию.

Как определить мощность солнечных батарей для дачи

Мощность солнечной батареи представляет собой количество энергии, которую батарея может выдать в единицу времени. Например, если взять для рассмотрения солнечную панель с заявленной мощностью 100 Вт, то эта панель за 1 час сгенерирует 100Вт*ч энергии только если интенсивность солнечного излучения составляет 1000 Вт/м².

Такая интенсивность излучения обычно редко бывает,  поэтому, чтобы сгенерировать те же 100Вт*ч потребуется больше времени.

На заводе в процессе производства мощность солнечных панелей оценивают в так называемых стандартных тестовых условиях (STC):

• температура воздуха 25°С;
• перпендикулярное попадание солнечных лучей на поверхность панели;
• скорость ветра равна нулю;
• атмосферная масса AM1.5 и некоторые другие критерии.

Получается, что при изменении условий, в которых функционируют панели, меняется и их мощность.

Для рассчёта,  мощности солнечной батареи, используется следующая формула: P=V*I, где

• V – это напряжение;
• I – это ток.

Рассмотрим на примере конкретной солнечной панели, например, Delta SM 100-12P. Оптимальное рабочее напряжение составляет 18.1В (Ump), а оптимальный рабочий ток 5.52А. 18.1В х 5.52А = 99.91Вт (~100Вт).

Чтобы определить, какой объем энергии будет выработан в течение дня, нужно знать, сколько часов солнечная панель будет подвергаться солнечному излучению. Это зависит от места расположения, а также времени года.

Узнать среднее количество эффективных солнечных часов в течение года можно на сайте NREL PVWatts Calculator .

Как выбрать солнечные батареи с учетом климатических условий

Солнечная батарея может стать эффектным украшением дома и выгодным источником электричества. Однако многих волнует вопрос — будет ли эффективна конструкция в зимнее время года и в плохую погоду, когда солнечного света мало?

Мощность электроэнергии

Какую мощность можно получить, когда над панелями нависли тучи или Солнце находится слишком низко над горизонтом? Летом или в хорошую погоду на обеспечение стандартного набора бытовой техники потребуется не более 1 кВт или четыре батареи со стандартной мощностью 250 Вт. Зимой придется увеличивать количество на две дополнительные панели.

Особенности работы солнечных батарей

Распространенный миф, в который верят многие владельцы панелей — для преобразования солнечного света в электроэнергию требуется высокая температура, которая есть только в летнее время. На самом деле принцип работы батареи заключается в захватывании света без зависимости от температуры воздуха. При слишком высокой температуре панели перегреваются и выходят из строя. Поэтому яркое Солнце в морозный день — идеальные условия для работы батарей.

Однако зимой солнечный день короче, а значит на поверхность панелей попадает меньше света. К тому в зимнее время года Солнце находится низко относительно горизонта: свет тяжелее преодолевает сопротивление атмосферы, лучи не попадают на панели перпендикулярно.

Однозначно сказать, насколько упадет производительность конструкции, нельзя. Все зависит от региона и климатических условий. Например, на Дальнем Востоке выработка электроэнергии снизится лишь в 1,5 раза, а в Центральной России — более чем в 8 раз. Чтобы поддержать работу батареи, можно отрегулировать угол наклона панели. Стандартно рекомендуется увеличить угол наклона зимой на 10-15 градусов. Однако на практике стоит ориентироваться на погодные условия: если в регионе идет сильный снегопад, можно вовсе развернуть панель вертикально.

Вторая проблема, которая снижает эффективность работы батареи — налипающий снег, которые уменьшает площадь панели. У владельца конструкции есть два варианта: счищать снег вручную или подождать, пока он растает от нагрева панелей. Тот снег, который покрывает площадь рядом с панелями, играет на руку владельцу солнечной батареи. Панели начинают отражать свет не только от Солнца, но и от снега. Замечено, что более всего вырастает эффективность поликристаллических кремниевых панелей, которые лучше всего улавливают отраженный, рассеянный свет.

Во время дождя и облачности панель также поглощает меньше света. Однако нивелировать разницу могут те же кремниевые батареи. Они могут поглощать рассеянный свет, который проходит сквозь облака. Эффективность поликристаллических кремниевых конструкций обусловлена хаотичным, нестандартным расположением отдельных модулей. При прямом падении света такое расположение снизит КПД, но при рассеянном, отраженном свете, который бывает в пасмурную погоду, расположение незаменимо.

Как повысить эффективность работы

Чтобы производительность солнечной батареи зимой и в пасмурную погоду падала меньше, рекомендуется использовать аккумулятор. Он накапливает и сохраняет всю энергию, выработанную в течение последних часов или дней. Однако именно зимой велик риск короткого замыкания или выхода батареи из строя из-за слишком яркого света. Поэтому для использования накопленной энергии необходим контроллер:

• PWM — с широтно-импульсной модуляцией;
• MPPT, способный следить за точкой максимальной мощности. Такой контроллер следит за повышением тока и не допускает снижения мощности панели. В результате даже зимой на протяжении всего времени поддерживается оптимальная нагрузка.

Лучшие модули для работы с пониженной освещенностью

Сегодня существует несколько видов панелей. Они отличаются по используемым материалам:

• кремниевые — поли- и монокристаллические;
• аморфные.

Все эти разновидности значительно снижают КПД в условиях малой освещенности. Альтернативой могут служить графеновые батареи. Панели покрыты дополнительным слоем — графеном. Он способен использовать снег и дождь как дополнительные источники электричества. То есть перепад эффективности в разную погоду и разный сезон будет нивелирован.

Заключение

Действительно, эффективность солнечных батарей зимой и в пасмурную погоду снижается. Настолько, что пользователю приходится либо устанавливать по 1-2 дополнительные панели, либо часть электроэнергии получать стандартным путем. Однако есть способы, которые позволяют с прежней эффективностью использовать батареи в плохую погоду.

Солнечная батарея может стать эффектным украшением дома и выгодным источником электричества. Однако многих волнует вопрос — будет ли эффективна конструкция в зимнее время года и в плохую погоду, когда солнечного света мало?

Какую мощность можно получить, когда над панелями нависли тучи или Солнце находится слишком низко над горизонтом? Летом или в хорошую погоду на обеспечение стандартного набора бытовой техники потребуется не более 1 кВт или четыре батареи со стандартной мощностью 250 Вт. Зимой придется увеличивать количество на две дополнительные панели.

Распространенный миф

Распространенный миф, в который верят многие владельцы панелей — для преобразования солнечного света в электроэнергию требуется высокая температура, которая есть только в летнее время. На самом деле принцип работы батареи заключается в захватывании света без зависимости от температуры воздуха. При слишком высокой температуре панели перегреваются и выходят из строя. Поэтому яркое Солнце в морозный день — идеальные условия для работы батарей.

Зимний режим работы

Однако зимой солнечный день короче, а значит на поверхность панелей попадает меньше света. К тому в зимнее время года Солнце находится низко относительно горизонта: свет тяжелее преодолевает сопротивление атмосферы, лучи не попадают на панели перпендикулярно.

Однозначно сказать, насколько упадет производительность конструкции, нельзя. Все зависит от региона и климатических условий. Например, на Дальнем Востоке выработка электроэнергии снизится лишь в 1,5 раза, а в Центральной России — более чем в 8 раз.

Адаптация к климату

Чтобы поддержать работу батареи, можно отрегулировать угол наклона панели. Стандартно рекомендуется увеличить угол наклона зимой на 10-15 градусов. Однако на практике стоит ориентироваться на погодные условия: если в регионе идет сильный снегопад, можно вовсе развернуть панель вертикально.

Какие дополнительные устройства необходимы для работы солнечных батарей

Как самостоятельно установить солнечные батареи для дома, дачи.

Если Вы решили установить солнечные батареи для обеспечения электроэнергией своего дома или дачи, то сделать монтаж батарей можно самостоятельно. Из этой статьи Вы узнаете, как правильно установить солнечные батареи, чтобы добиться максимально эффективной работы.

.

Инсоляция.

Инсоляция это мера солнечной радиации, которая измеряется по формуле — квтч/м²/сутки. Чем больше значение инсоляции, тем эффективней будет работать панель.

Чем меньше значение инсоляции, тем большая площадь поверхности солнечной батареи понадобится, что сгенерировать нужное количество энергии.

Узнать уровень инсоляции в Вашем регионе можно с помощью этой карты  инсоляции.

Как установить солнечные батареи.

Устанавливать солнечные батареи нужно только на открытых не затенённых участках, где нет затенения от деревьев или рядом стоящих зданий. Нужно размещать панели так чтобы их поверхность максимально подвергалась солнечному свету и не попадала под затенение.

Варианты установки солнечных батарей.

Самый практичный выриант — установка на крыше или стене дома.

Если угол наклона ската крыши размещён в сторону юга и соответствует требуемому углу наклона солнечной батареи, то можно изготовить упрощённую конструкцию для крепления из алюминиевых профилей.

Панель крепится к конструкции, а конструкция уже крепится к каркасу крыши. Между панелью и поверхностью крыши нужно оставить зазор в 5 – 10см, чтобы снизить нагрев панели за счёт воздушного потока между панелью и поверхностью крыши.

Если поверхность крыши односкатная, то для установки панели под требуемым углом понадобится изготовить конструкцию из профильных труб или угольников 50х50мм или 25х25мм в зависимости от размеров панелей.

Вариант конструкции с регулируемым углом наклона для установки солнечных панелей.

Установка отдельно на штанге или на рамной конструкции.

Такой вариант требует изготовления опорной конструкции повышенной прочности с учётом парусности панелей при сильном воздушном потоке.

Солнечные панели при установке следует ориентировать строго на юг, только в этом случае можно получить максимум солнечных лучей которые падают под прямым углом.

Угол установки панелей относительно горизонта соответствует географической широте местности, если широта 60°, то и угол наклона панелей равен 60°.

Для наибольшей эффективности работы панелей, если позволяет установочная конструкция можно менять угол наклона, осенью увеличить на 15°, весной уменьшить на 15°.

То есть если панель установлена на 60°, зимой угол установки будет 75°, летом 45°.

Диапазон рабочих температур солнечных батарей от – 40°С до +50°С. Если температурные показатели превышают указанные значения, эффективность работы панелей снижается.

Чтобы снизить перегревание панелей нужно оставлять зазор не менее 5см между панелью и поверхностью крыши.

Обслуживание солнечных батарей.

Для эффективного использования солнечных батарей, требуется их периодически обслуживать. Обслуживание заключается в поддержании чистоты поверхностей панелей, очистке от пыли, птичьего помёта, снега. Наиболее удобный способ очистки панелей от пыли использование телескопической швабры и поливочного шланга с насадкой.

Срок эффективной службы панелей составляет около 30 лет.

Здесь можно посмотреть схему подключения солнечной батареи к контроллеру, аккумулятору и инвертору.

Как правильно установить солнечные батареи на даче

Миллиарды киловатт лучистой энергии посылает на Землю Солнце – источник жизни на нашей планете. Использование этой энергии и преобразование в столь необходимое нам электричество решается применением в качестве преобразователей солнечных батарей. Солнечные батареи – один из самых перспективных источников электроэнергии как для промышленных предприятий, так и для бытового использования.

Солнечная батарея (модуль, панель) представляет собой фотоэлектрический генератор постоянного тока, принцип действия которого основан на физическом свойстве полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней орбиты атомов полупроводника, создавая при этом достаточное количество свободных электронов для возникновения электрического тока. При замыкании цепи возникает электрический ток. Для получения требуемого количества мощности обычно одного или двух элементов недостаточно. Поэтому их объединяют в панели, где соединяют параллельно или последовательно для получения необходимых параметров по току и напряжению. Площадь таких панелей варьируется в диапазоне от нескольких квадратных сантиметров до нескольких квадратных метров. При увеличении числа панелей увеличивается и производимая мощность. Эффективность преобразования в электричество зависит не только от площади батареи, но и от интенсивности солнечного света и угла падения лучей, а значит КПД батареи определяется ее местоположением (географической широтой), погодой, временем года и суток.

Какие достоинства и недостатки солнечных батарей для дачи

Оптимизаторы, простые микроинверторы и несколько входов MPPT инвертора сами по себе не обеспечивают более высокой производительности. С другой стороны, они смогут снизить потери, возникающие из-за неоднородного воздействия солнечных лучей на отдельные панели или их группы. Эта проблема может быть вызвана несколькими причинами:

• разное расположение по отношению к сторонам света;
• разный наклон панелей;
• постоянное затемнение отдельных панелей;
• периодическое движение тени, отбрасываемой дымоходом, деревьями, антенной и т. д.

Дело в том, что если панели будут размещены на разных скатах крыши, скажем с юга и с востока, соединение их всех вместе под одним входом MPPT инвертора будет очень неблагоприятным и приведет к снижению добычи энергии. Правильным решением здесь было бы использовать инвертор с двумя входами MPPT - каждый будет поддерживать одно направление. Это необходимо, потому что иначе как настроить рабочие параметры, когда звенья цепи на одном склоне находятся на полном солнце, а на другом - в тени?

Однако Вы должны также знать, что если бы все солнечные панели были размещены на одной стороне, например, только с востока, то разделение их между двумя входами MPPT не принесло бы никакой прибыли.

Точно также бесполезно добавлять в такой ситуации оптимизаторы или использовать микроинверторы. Просто когда у Вас есть группа одинаковых и равномерно осветленных солнечных панелей, все они будут работать одинаково.

Ситуация иная, когда солнечные батареи расположены на разных уклонах крыши или, в определенное время, появляются тени, отбрасываемые деревьями, дымоходами и т. д., Тогда группируют панели вместе и дают им одинаковое воздействие солнца. При двух наклонах кажется достаточным использовать инвертор с двумя входами MPPT и подключением по одному стрингу к каждому из двух входов MPPT. Если проблема заключается в периодически появляющейся тени, негативные последствия этого явления ограничит использование оптимизаторов. С другой стороны, использование микроинверторов позволяет построить установку с самым разнообразным расположением отдельных панелей, потому что в этом случае каждая из них рассматривается полностью отдельно.

Если, например, они будут установлены в трех направлениях или под разным углом, использование микроинверторов даст наилучшие результаты. Однако имейте в виду, что оптимизаторы и микроинверторы увеличивают стоимость установки. Следовательно, необходимо внимательно рассмотреть два вопроса:

• необходимо ли их использование;
• насколько они могут улучшить выход энергии.