Популярность альтернативных источников энергии возрастает с каждым днем. Солнечные батареи - один из таких источников - обладают неоспоримым преимуществом - неиссякаемостью. Солнечные батареи эффективно собирают и аккумулируют энергию Солнца, перенаправляя ее на питание техники.
Особенности и виды
На сегодняшний день наиболее распространены батареи на основе фотоэлектрических поликристаллов. В таких моделях сочетается оптимальная стоимость и большой объем вырабатываемой энергии; для них характерна кристаллическая структура и ярко-синяя окраска. Простота схемы подключения солнечных батарей позволяет самостоятельно устанавливать их в частном доме.
Вам будет интересно:Магнитная антенна: устройство, принцип работы, назначение
По уровню КПД фотоэлектрические панели эффективнее поликристаллических аналогов, притом что их цена выше, а монтаж - сложнее. Для них характерна многоугольная форма заполняющих элементов.
Значительно меньшей эффективностью обладают солнечные батареи, изготовленные из аморфного кремния. Впрочем, это не мешает им пользоваться спросом у владельцев загородных домов ввиду доступной стоимости. Их производство основывается на пленочной технологии: на поверхность высокой прочности наносится слой из микрометров теллурида кадмия. Вопреки низкому уровню эффективности такие модели солнечных батарей обладают высокой мощностью.
Разновидности солнечных батарей на основе полупроводника CIGS создаются на основе пленочной технологии и обладают высокой эффективностью. Стоит отметить, что количество вырабатываемой энергии не зависит от эффективности устройства, поскольку мощность у них всех практически идентична.
Преимущества солнечных батарей
- Экологичная установка.
- Длительный эксплуатационный срок с сохранением характеристик.
- Отсутствие необходимости в дорогостоящем ремонте, техническом и сервисном обслуживании ввиду редкого выхода из строя.
- Сокращение расхода газа и электричества в доме благодаря использованию солнечных батарей.
- Простота эксплуатации.
Недостатки
Вам будет интересно:Распределительный щит: сборка, установка и подключение
Среди наиболее существенных минусов отмечают следующие:
- Высокая стоимость панелей.
- Необходимость монтажа дополнительного оборудования для более эффективного распределения энергии.
- Солнечные батареи не могут работать с приборами, требующими высокой мощности.
Схема подключения
Солнечные батареи вырабатывают энергию, которая не может напрямую питать электрические приборы. Преобразование необходимого напряжения осуществляется при помощи инверторов, подключаемых в цепь между основным потребителем и панелью.
Выделяют три основные схемы подключения солнечных батарей.
Автономное подключение
Схема подключения солнечных батарей, чаще всего используемая в зонах с отсутствием централизованной сети электроснабжения. Включает аккумуляторные батареи высокой мощности. Функционируют по принципу накопления энергии в светлое время суток. Выработанная энергия перенаправляется в сеть энергопотребления при недостаточном уровне освещения.
Резервное подключение
Схема монтажа и способ подключения солнечной батареи, подходящая для использования при условии наличия централизованного электроснабжения посредством сети переменного тока. Резервная система используется в качестве запасного варианта, к которому прибегают при возникновении аварийной ситуации. Для загородных домов и дач перебои с электроснабжением - не редкость, поэтому многие потребители прибегают к дополнительным возможностям получения света и тепла.
Последовательное подключение
Схема подключения солнечных батарей загородного дома, подразумевающая избыточное формирование энергии и ее последующее поступление в сеть. Метод довольно популярен и используется при электрификации частных домов.
Установка
По перечисленным схемам подключения к аккумулятору солнечные батареи крепятся на специальную конструкцию, обеспечивающую устойчивость фотоэлементов к влиянию неблагоприятных атмосферных воздействий и формирующую конкретный угол наклона.
Подобная конструкция предлагается в нескольких вариантах:
- Наклонный. Оптимален для установки на скатных кровлях.
- Горизонтальный. Конструкция, монтаж которой осуществляется на плоские крыши.
- Свободностоящий. Солнечные батареи, подходящие под кровли любого типа.
Для монтажа используется следующая схема подключения солнечной батареи для дома:
- Каркас крепится металлическими углами размером 50х50 мм, распорные перекладины - угольниками 25х25 мм. Детали обеспечивают прочность и надежность всей конструкции и придают необходимый угол наклона.
- Для сборки каркаса требуются болты размером 6 и 8 мм.
- Под покрытие кровли конструкция монтируется 12-миллиметровыми шпильками.
- В металлических угольниках просверливаются отверстия, при помощи которых крепятся панели. Шурупы обеспечивают прочное соединение.
- Каркас должен собираться максимально точно и без перекосов. Наличие ошибок и перекосов может привести к перенапряжению системы и растрескиванию панелей.
Схема подключения солнечных батарей к сети балкона либо лоджии в квартире аналогична. Разница кроется только в креплении конструкции к наклонной поверхности: его размещают между торцом и стеной здания, обязательно с доступом солнца.
Использовать схемы подключения контроллеров солнечных батарей можно без наличия соответствующего опыта, но могут потребоваться навыки монтажных работ. Самостоятельная установка позволяет сэкономить на услугах специалистов.
Советы
Специалисты рекомендуют придерживаться нескольких критериев при укладке и подключении солнечных батарей:
- Устройства, использующие альтернативные источники энергии, чаще всего размещаются на стенах либо кровле зданий. Немногим реже прибегают к высокопрочным опорам. Батареи должны быть ориентированы таким образом, чтобы на них не падала тень расположенных поблизости объектов.
- Пластины монтируются параллельными рядами, при этом вышерасположенные ряды не должны перекрывать те, что находятся под ними. Это требование обязательно должно соблюдаться, поскольку частичное либо полное затенение может привести к сокращению или прекращению выработки энергии. Не стоит исключать эффект "обратных токов", способный вывести оборудование из строя.
- Эффективность работы панелей напрямую зависит от их грамотной ориентации относительно солнечного света. Вся поверхность батареи должна получать полный поток ультрафиолетовых лучей. Расчет правильной ориентации осуществляется на основании данных о географическом расположении здания.
- От географического положения строения также зависит угол наклона конструкции. Данный показатель основывается на широте координат дома; ввиду того, что солнце в течение года постоянно меняет свое положение над горизонтом, рассчитывается возможность корректировки угла наклона панелей. Максимальный угол коррекции в большинстве случаев не превышает 12 градусов.
- Монтаж батарей осуществляется с обеспечением свободного доступа к ним. Это требуется для упрощения очистки панелей от следов атмосферных осадков, существенно понижающих эффективность функционирования батарей.
- Широкий ассортимент солнечных панелей разной ценовой категории европейских и азиатских производителей позволяет потребителю подобрать оптимальную модель.
Основным поставщиком альтернативной энергии считаются солнечные батареи, гарантирующие высокую энергетическую эффективность не только в ясные, но и в пасмурные дни. Для обеспечения здания питанием требуется приобретение специального оборудования и его грамотная установка. Сделать это можно как самостоятельно, так и с привлечением специалистов.
Выделяют несколько схем монтажа и подключения солнечных панелей. Способы установки батарей разнятся в зависимости от географического места их расположения, климата в конкретном регионе, питаемой техники и электроприборов, а также - типа постройки, у которой они возводятся.