Владельцы частных загородных домов все активнее пользуются альтернативными источниками электроэнергии. Среди них широкой популярностью пользуются солнечные системы. Объем вырабатываемой энергии зависит от модификаций применяемых изделий, однако большое значение имеет и правильная установка солнечных батарей. Предварительно составляется схема, в соответствии с которой выполняется монтаж и подключение компонентов.
Комплектация солнечных батарей
Существуют различные системы, с различной эффективностью превращающие солнечную энергию в электрический ток. Выбор того или иного варианта зависит от того, как они будут эксплуатироваться. В некоторых случаях панели требуются лишь на теплый сезон, а другим хозяевам электроэнергия требуется в течение всего года, особенно, если это солнечные батареи в частном доме.
При покупке можно получить консультацию по техническим характеристикам всех приобретаемых изделий. Но перед тем как идти на рынок или в магазин, следует хотя-бы в общих чертах изучить назначение этих приборов, чтобы в диалоге с продавцов понимать, о чем идет речь.
Стандартный комплект чаще всего состоит из четырех солнечных батарей, двух аккумуляторов, контроллера, инвертора и вспомогательного оборудования. Схема солнечной системы включает в себя основные компоненты, которые следует рассмотреть более подробно:
- Солнечная батарея с четырьмя моно- или поликристаллическими панелями, способными вырабатывать расчетное количество электроэнергии. Фотоэлементы изготовлены по самым современным технологиям с наиболее оптимальным сочетанием используемых материалов. Рамная конструкция обеспечивает быстрое крепление фотоэлектрических модулей и их дальнейшее подсоединение.
- Свинцово-кислотные или гелевые аккумуляторные батареи. Обеспечивают непрерывное электроснабжение при пасмурной погоде и в темное время суток.
- Контроллер. Управляет и контролирует степень заряда, поддерживает его на нужном уровне. Все действия выполняются автоматически, в соответствии с заложенными алгоритмами, обеспечивая наиболее оптимальную работу АКБ. Помимо основных функций, контроллер выполняет самодиагностику и защищает батарею. Все параметры, находящиеся под контролем, выводятся на жидкокристаллический дисплей.
- Инвертор. С помощью этого устройства постоянный ток, полученный от панелей и аккумуляторов, преобразуется в переменный, с частотой 50 Гц. На графике он отображается в виде синусоиды и полностью подходит для питания домашних бытовых приборов и оборудования.
- К дополнительным комплектующим относятся крепления, провода и кабели, фурнитура, с помощью которых осуществляется подключение и крепление солнечной батареи.
Где можно установить солнечную батарею
Большое значение придается правильному выбору места установки. Как правило, место ограничено конструктивными особенностями солнечных панелей.
Чаще всего используются следующие варианты:
- Установка солнечных батарей на крыше, скаты которой имеют уклон, превышающий 40 градусов. Панель может устанавливаться непосредственно на крышу в частном доме (рис. 1) или закрепляться на специальной несущей конструкции.
- Плоская крыша здания (рис. 2). В этом случае потребуется установка специального металлического каркаса с наиболее оптимальным уклоном. Панели закрепляются на данной конструкции в направлении максимального действия солнечных лучей.
- Гораздо реже батареи закрепляются на стенах (рис. 3). В этом случае также придется создавать конструкцию для крепления панелей. Кроме того, им нужно обеспечит требуемых угол наклона.
При невозможности использования элементов здания, задача, как установить солнечные батареи решается непосредственно на земле приусадебного участка (рис. 4). Для этого применяются специальные конструкции опор в виде штанг, обеспечивающие надежное крепление батарей. Если позволяют технические условия, то установка панелей осуществляется на элементы балкона (рис. 5), например, на козырек и подключается к домашней сети. Это возможно в том случае, когда квартира расположена на самом верхнем этаже.
Иногда фотоэлементы устанавливаются прямо на балконное ограждение. При выборе того или иного варианта обязательно учитываются конкретные условия эксплуатации.
Выбор схемы подключения
Энергия, производимая солнечными панелями, не может подаваться напрямую к каким-либо электрическим приборам. Для этого существуют инверторы, работа, которых заключается в преобразовании тока до требуемых параметров Они располагаются на участке между солнечной панелью и сетью с подключенными потребителями.
Как показывает практика, солнечные панели чаще всего подключаются по трем основным схемам:
- Автономный режим. Такая схема подключения солнечных батарей лучше всего подходит для территорий, на которых отсутствует централизованное электроснабжение. В таких случаях, схема содержит большее количество аккумуляторов высокой мощности. В светлое время суток они накапливают значительное количество энергии, а с наступлением темноты или при плохой погоде отдают ее в сеть. Поэтому обязательно предусматривается подключение солнечных батарей к аккумулятору.
- Смешанная схема резервного подключения. Используются при наличии централизованного электроснабжения, при использовании которого наблюдаются частые перебои и отключения. Резервная система выступает в роли запасного варианта, применяемого при необходимости.
Соединение солнечных панелей между собой может быть выполнено последовательно (рис. 1) или параллельно (рис. 2). В первом случае получается большее значение выходной мощности, поскольку все напряжения суммируются. Максимальный ток, при этом, ограничивается батареей с минимальным током.
При параллельном подключении токи панелей суммируются, а максимальное напряжение на выходе ограничивается модулем с наименьшим напряжением. В этом случае суммарный ток ограничивается контроллером, переводя его на допустимый уровень.
Подготовка к установке
Перед началом установки солнечных панелей необходимо провести определенные организационно-технические мероприятия:
- Следует убедиться в прочности кровли, на которую устанавливают фотоэлементы, и ее способности выдерживать повышенные нагрузки. Необходимо учесть не только вес самой батареи, но и рамной конструкции.
- Объекты, расположенные поблизости, не должны отбрасывать тень на поверхность солнечных панелей, которые будут установлены. Недостаток света приведет к снижению эффективности устройства, а некоторые из них вообще перестанут нормально функционировать.
- Убедиться, что порывистый ветер не будет угрожать системе и не нанесет ей вреда. Угол выбирается таким образом, чтобы максимально снизить парусность.
- В процессе дальнейшей эксплуатации, к поверхностям панелей должен обеспечиваться свободный доступ для обслуживания и очистки от грязи и снега.
Все эти факторы нужно учитывать при выборе места установки и ставить панели по наиболее удобному варианту. Для всей системы лучше всего подойдет южная сторона с максимальным световым потоком. Затем, с учетом технических условий, приобретаются основные компоненты и дополнительное оборудование.
Монтаж компонентов солнечной батареи
После выполнения подготовительных работ можно приступать к решению задачи, как подключить солнечную батарею. В первую очередь собирается рамная конструкция и устанавливается на поверхность крыши. Изготавливать каркас рекомендуется только из металлического профиля и уголков, поскольку деревянные элементы не обладают достаточной прочностью. Чем больше площадь панели, тем больше и сечение выбранного профиля. После этого выполняется установка и последующее соединение солнечных батарей между собой.
Особое внимание следует обратить на угол наклона относительно поверхности земли, под которым нужно установить солнечную панель. Желательно, чтобы угол мог изменяться в зависимости от времени года. Например, весной достаточно 45 градусов, а с наступлением осени угол увеличивается до 75 градусов. Все необходимые регулировки будут выполняться вручную.
Сама рамная конструкция изготавливается в виде треугольной призмы и болтами закрепляется к поверхности крыши, после чего на нее производится установка солнечных батарей. Также необходимо учесть, что на плоских крышах и на земле не допускается горизонтальная установка панелей. Зимой их поверхность всегда будет засыпана снегом и фотоэлементы просто не смогут функционировать.
Между солнечными панелями и крышей необходимо оставлять некоторый воздушный зазор. Это требование актуально при монтаже непосредственно на гибкую черепицу, без каких-либо дополнительных конструкций. Отсутствие воздушного пространства приведет к замедлению отвода тепла и приведет к быстрому выходу из строя всей системы. Для шифера это условие не актуально, поскольку его волны выполняют функцию воздушных каналов.
Монтаж солнечных батарей должен выполняться длинной стороной панелей в положении вдоль дома. В противном случае, нижняя и верхняя части батареи, установленной вертикально, будут прогреваться неравномерно. Это приведет к заметному уменьшению коэффициента полезного действия устройства.
