Солнечные батареи на балконе: как работают, устройство своими руками, видео

Что будет, если поставить солнечную батарею на балконе

Альтернативные источники энергии становятся более доступными. Солнечные батареи все чаще можно увидеть на загородных домах или городских балконах. Recycle выяснил, как установить солнечную батарею на балконе, сколько это стоит и зачем это нужно.

Солнечные батареи на балконе

Есть два варианта установки солнечных батарей – покупка готового набора, состоящего из панелей и системы аккумуляторов или самостоятельная сборка отдельных деталей.

Для тех, кто решит делать все своими руками, процесс изготовления домашней солнечной батареи подробно описан в сети. Энтузиасты из специализированных сообществ в социальных сетях также готовы дать советы.

Готовое решение обойдется несколько дороже – от 11 до 250 тысяч рублей, в зависимости от комплектации и размера. Например, такие варианты предлагаются на сайтах магазинов SolBat и «Энергопартнер».

Самостоятельная сборка будет стоить от пяти до 100 тысяч рублей, при этом нужно самим правильно подобрать детали установки. «Хотя я являюсь инженером и могу сам собрать любой прибор, я всегда буду голосовать за покупку цельной установки.

В российских условиях любому покупателю легче всего обратиться в helios-house или russolar и выбрать себе установку по вкусу, потому что вам не нужны лишние проблемы с ее сборкой», – рассказал Recycle Сергей Минаев, администратор закрытой группы в сети «ВКонтакте», посвященной использованию альтернативных источников энергии.

Для российских условий эксперты советуют выбирать поликристаллический модуль. Он лучше подходит для слабого российского естественного солнечного света. Все элементы панели с таким модулем покрываются специальным ламинатом, который устойчив как к перепадам температур, так и к воздействию снега и дождя.

Большая часть готовых солнечных установок оснащается аккумуляторами, контроллерами и устройствами с usb-выходами и стандартными выходами, пригодными для зарядки ламп, переносных девайсов и небольших бытовых приборов.

Батареи на балконе

Марина Быстрина из Санкт-Петербурга установила солнечную батарею на балконе: «У меня небольшая солнечная батарея, поликристалл, стоит на балконе, ее для меня собрали друзья. Она подключена к usb-переходнику, и я использую ее для включения мини-вентилятора летом и для турецких цветных ламп в течение всего года.

Главное – разобраться, для чего вам нужна такая установка. Весь свой дом вы на солярную энергию вряд ли переведете, нужны большие поверхности для установки батарей. В любом случае – пробуйте, любое использование возобновляемой энергии, особенно в наших погодных условиях – это огромный шаг вперед!»

У Ивана Герасимова из Новосибирска на балконе – 65-ваттные солнечные батареи среднего размера. По его словам, они позволяют накопить примерно по 6 Ампер/час. С помощью этой силы тока ему удается зарядить свой ноутбук примерно наполовину. Телефон от батарей можно зарядить полностью за несколько солнечных утренних часов, а два ночника от полностью заряженного аккумулятора могут работать три ночи подряд.

Установка вырабатывает более 2500 вт, или 2,5 квт. Средний ноутбук при работе потребляет в час около 100 вт, телефон – около 70, лампа – 10-15 вт/ч.

Если вы пока не готовы к покупке собственной установки, можно начать с приобретения домашних и уличных ламп, оснащенных солнечными батареями. Их можно приобрести в ИКЕА и «Утконосе». Они просты в использовании, экологичны и стоят недорого.

Разрешение на установку

Для установки солнечных батарей на балконе дополнительные юридические разрешения не требуются. В ЖЭУ по месту жительства уточнили, что, если батареи не мешают другим жильцам, то на их установку не нужно получать разрешений.

«Какого-то специального требования согласовывать установку солнечных батарей нет, если она не связана с изменением конструкции самого балкона. То есть, если панели легкие, не увеличивают нагрузку, если их размещение не связано, например, с демонтажом ограждения балкона, то никакого согласования в Мосжилинспекции не потребуется», – рассказал руководитель пресс-службы Мосжилинспекции Алексей Сенченко.

На всякий случай в Мосжилинспекции порекомендовали обратиться в Главное архитектурно-планировочное управление Москомархитектуры, чтобы узнать, не появятся ли претензии к изменению внешнего вида здания. В ряде случаев, когда речь идет о домах-объектах культурного наследия, памятниках архитектуры, изменение внешнего вида фасада здания возможно только с после получения разрешения.

Связанную с установкой солнечной батареи перепланировку регламентирует постановление от 25 октября 2011 г. N 508-ПП Правительства Москвы «Об организации переустройства и (или) перепланировки жилых и нежилых помещений в многоквартирных домах и жилых домах». В нем можно прочитать, в каких случаях все-таки потребуется согласование.

Подмосковный опыт

Десятки компаний предлагают установку солнечных батарей в Москве и Подмосковье. Несмотря на то, что производительность батарей в зимние месяцы снижается в три-четыре раза, их использование может обеспечить энергией небольшой загородный дом с необходимым минимумом электроприборов. Солнечные установки пользуются у жителей Подмосковья все большей популярностью.

Пользователь sarog70, использующий солнечные батареи в качестве источника энергии для своего загородного дома, на сайте forum-house.ru делится мнением, что максимум его солнечная установка вырабатывает 800 ватт, это немного, но для хозяйства хватает.

«Чаще мы устанавливаем батареи для загородных домов, а не в городах, потому что для их использования все-таки требуется пространство. Заказов стабильно 5-10 в месяц, причем берут как недорогие панели по 50 тысяч, так и установки за 400 тысяч, которые легко обеспечивают электричеством все, включая электромобиль, который есть тут у одного хозяина», – рассказали Recycle в пресс-службе подмосковной компании «ВитаСвет».

Читайте также:  Топпинг и жидкие пропитки в качестве упрочнителя для бетона, критерии для выбора

Чем больше размер батареи, тем эффективнее она работает. Так, для освещения дачного домика потребуется установка стоимостью не больше 150-200 тысяч рублей. Для большого дома – соответственно, большая и дорогостоящая установка. Снег зимой чистится обычной щеткой, а вода на на панелях не задерживается из-за положения установки, которое подбирает мастер с учетом условий на конкретном участке.

Комментарий для Recycle от британской фирмы Solar Wind

«Установка солнечных батарей у себя дома несет в себе много преимуществ. Солнечная установка не требует топлива. Использование энергии солнца требует затрат практически только на установку, а в дальнейшем потребитель получает уже исключительно бесплатную энергию.

Солярные установки бесшумны. Поскольку электричество производится путем прямого преобразования энергии света, то нет абсолютно никаких шумов и звуков. Солнечная система регулируется автоматически, ее не нужно постоянно включать и выключать как дизель.

Солнечные панели надежны, они гарантированно вырабатывают электроэнергию каждый день от восхода до заката. Кроме того, установки общедоступны. В Великобритании и России в этом смысле ситуации похожи: хотя солнца и не очень много, солнечный свет есть, и это критическое преимущество солнечных панелей перед ветряными и дизельными системами».

Солнечная батарея на балконе квартиры — цена, где купить и как установить?

Обновлено: 13 января 2021

  • Виды солнечных панелей для балкона
  • Преимущества и недостатки использования
  • Монтаж солнечной батареи на балконе
  • Цена комплекта
  • Видео-инструкция: «как собрать своими руками»?
  • Цены: где дешевле купить солнечные батареи?

Виды солнечных панелей для балкона

Для установки на балконе могут быть использованы следующие разновидности солнечных батарей:

  • кремниевые монокристаллические. Это черные модули с металлическими заглушками по углам отдельных элементов. Отличаются высоким КПД и производительностью, но и стоимость этих образцов самая высокая
  • кремниевые поликристаллические. Эти панели примерно на 20 % дешевле монокристаллических, но и все их показатели соответственно ниже
  • пленочные виды. Это панели, отличающиеся гибкой структурой. Они легкие, сравнительно недорогие, могут демонстрировать неплохую производительность. Основной особенностью является способность вырабатывать энергию в пасмурную погоду, чего у кремниевых видов не наблюдается

Все солнечные батареи для квартиры должны быть устойчивыми к перепадам температуры, иметь малый вес и обладать высокой производительностью. Эти требования обусловлены спецификой монтажа и ограниченной несущей способностью балкона. Кроме этого, его размер также надо учитывать — солнечные батареи требуют полностью открытой рабочей поверхности, на площадках малого размера может быть размещено лишь строго определенное количество модулей.

Обычно солнечные батареи для квартиры на балконе выбирают из самых производительных образцов. Необходимость этого возникает оттого, что увеличить количество модулей не получится — не позволит размер балкона.

Из-за этого нередко прибегают к различным хитростям — например, устанавливают панели в виде козырька над балконами верхних этажей.

Иногда предварительно устанавливают несущую конструкцию, прикрепленную к стене дома вокруг балкона. Она должна быть достаточно прочной и легкой. Если устанавливаются солнечные батареи для квартиры в многоквартирном доме, для монтажа подобных сооружений необходимо заручиться согласием соседей и разрешениями от соответствующих надзорных организаций. Считается, что для этого никаких разрешений не требуется, но на практике возможны любые затруднения.

Преимущества и недостатки использования

Солнечные батареи на балконе квартиры обладают заметными преимуществами:

  • обслуживание или очистка таких панелей значительно легче, чем при установке на крыше или наружной стене
  • появляется возможность разместить все сопутствующие приборы в непосредственной близости от модулей и в хороших условиях
  • экономия расходов на электроэнергию может составить значительную сумму
  • высокая эффективность системы, которую можно регулировать своими силами
  • при отключении электроэнергии есть возможность обеспечить питание бытовой техники и приборов
  • монтаж не составляет значительной сложности и не требует привлечения специалистов

Помимо достоинств, которыми обладает солнечная батарея на балконе, есть и недостатки:

  • установить панели можно только на южной или юго-западной стороне дома
  • количество модулей ограничено размером балкона, увеличить его никак нельзя
  • площадь балкона занимают аккумуляторные батареи
  • готовый комплект оборудования стоит немалых денег, а сборка своими руками доступна не для всех. Сами панели придется покупать в любом случае
  • генерация энергии происходит только в дневное время
  • поверхность панелей надо периодически очищать от пыли
  • при резких порывах ветра возникает опасность срыва модулей

Несмотря на недостатки, пользователи с интересом относятся к такому варианту. Многие устанавливают солнечные батареи для квартиры, стоимость комплекта которых (при наличии благоприятных условий) рано или поздно может окупиться. Кроме того, возможность получить стабильный источник питания без скачков или колебаний напряжения интересует любого домовладельца. Зачастую чувствительные приборы отказываются нормально работать от сети, и установка собственной СЭС позволяет решить проблему.

Монтаж солнечной батареи на балконе

Прежде всего, необходимо выяснить, можно ли установить солнечные батареи в квартире. Это касается всех аспектов — от технических, до административных.

  • Во-первых, сторона дома должна быть освещена солнцем в течение всего дня.
  • Во-вторых, балкон на людной улице могут запретить загромождать панелями, которые выделяются на стене и привлекают внимание.
  • Кроме того, если здание имеет историческую или художественную ценность, монтаж посторонних предметов запрещается.
  • Также надо договориться с соседями, что сложнее всего.
Читайте также:  Строительная усиленная тачка: выбираем мощную четырехколесную тележку объемом 100 л и другие модели

Эти моменты необходимо прояснить заранее, иначе неминуемы споры с работниками ЖКХ, архитектурного отдела, соседями и прочими организациями.

Монтаж панелей не представляет технической сложности. На перила крепят специальные кронштейны, к которым привинчивают (или прижимают специальными элементами) сами панели. Соединение их тем или иным способом определяется по величине нагрузки. АКБ расставляют прямо на балконе, а контроллер и инвертор обычно находятся в квартире. Это обеспечивает нормальную работу приборов и облегчает доступ владельца, особенно в зимнее время.

Основная сложность заключается в необходимости работы в опасных условиях — на высоте, перегнувшись через перила и т. п. Такая специфика монтажа требует использования страховки, монтажного пояса или иных средств защиты.

Необходимо также продумать безопасную очистку панелей от пыли, которую придется периодически производить. Снимать каждый модуль, чистить и снова устанавливать — нецелесообразно и затруднительно, проще использовать щетку на длинной ручке, или иное подобное приспособление.

Цена комплекта

Готовая солнечная батарея в квартире многоэтажного дома обойдется в немалую сумму. Это обстоятельство требует от пользователя сначала подсчитать расходы и решить, насколько это для него необходимо.

  • Прежде всего, понадобится сама солнечная батарея для квартиры, цена которой находится в районе 5-10 тыс. руб.
  • Затем надо купить аккумуляторы (от 2 до 30 тыс. руб. в зависимости от емкости).
  • Понадобятся контроллер (1200-52000 руб), инвертор (от 5 до 50 тыс руб), комплект кабелей и соединительных проводов.

Все эти устройства обойдутся не меньше, чем в 20 тыс. руб., и это минимальная сумма расходов. Важно точно рассчитать мощность и производительность панелей, чтобы получить работоспособный и эффективный комплект.

Видео-инструкция: «как собрать своими руками»?

Солнечная электростанция на балконе. Личный опыт

Эта статья является продолжением экспериментов с солнечными панелями в городской квартире, первые опыты делались три года назад, но затем из-за переезда все пришлось свернуть и распродать. Однако опыт, как известно, не пропьешь, и было решено с учетом полученной практики начать сначала.


Фото (с) smartflower.com

Я покажу все компоненты системы и весь процесс, от настройки и сборки до передачи электроэнергии в электросеть. Также я покажу, как запрограммировать «умную розетку» для сбора статистики сгенерированной электроэнергии.

Для тех, кому интересно, как это работает, продолжение под катом.

Зачем это нужно?

Уверен, что вопрос «зачем» будет самым первым в комментариях, поэтому отвечу на него сразу. С экономической точки зрения солнечная батарея на балконе — невыгодна, масштабы генерации увы, не те, в идеале, нужна крыша собственного дома. Но с технической и инженерной точки зрения это достаточно интересно в плане изучения новых и современных технологий. Плюс не стоит забывать, что современные квартиры потребляют все больше энергии, особенно с учетом растущей популярности различных «смарт»-устройств, подключенных постоянно роутеров, умных лампочек, умных розеток, умных котокормушек и прочего. Компенсировать эти затраты солнечной энергией, в принципе, не так уж плохо и вполне экологично. Ну, и наконец, посмотреть на электросчетчик и увидеть на экране «текущее потребление -100Вт» просто приятно.

Общая информация

Как известно, существуют два основных принципа работы домашних солнечных электростанций.

  1. Накапливание энергии в аккумуляторах.
  2. Отдача энергии в электросеть.

Первый способ подразумевает ситуацию, когда нужно действительно автономное электроснабжение, т.е. электричества либо нет совсем, либо оно подается нерегулярно. В таком случае энергия солнечных панелей сначала запасается в аккумуляторах, затем через инвертор создается «обычное» напряжение 220В. Плюс наличия аккумуляторов в том, что система может работать при отсутствии внешнего электричества. Увы, минусов тут гораздо больше, чем плюсов. Аккумуляторные батареи дорогие и их ресурс службы ограничен 2-3 годами для свинцовых аккумуляторов. Нужно думать, как переключать потребителей между «основной» и «солнечной» сетью. Аккумулятор может быть глубоко разряжен или перезаряжен, и то и другое для них плохо. Если аккумулятор полностью заряжен, то панели работают впустую, и энергия пропадает зря. Плюс нужно думать про балансировку ячеек аккумулятора, если их несколько, и так далее. Правда, в последние годы наметился некий прогресс, в частности, с Tesla Powerwall — там все работает «из коробки», используются литиевые батареи и гарантия 10 лет, однако при цене в 6500$, окупаемость такой штуки под вопросом.

Второй способ, и он же наиболее эффективный — это напрямую отдавать электроэнергию от солнечных панелей в электросеть. В этом случае панели подключаются к специальному grid-tie инвертору, который не только преобразует постоянный ток от панелей в 220В, но и синхронизирует фазу с электросетью. Отданная «в розетку» электроэнергия потребляется внутри квартиры/дома, избытки уходят в городскую сеть, таким образом мы не только добываем электроэнергию себе, но и помогаем соседям/городу немного разгрузить общие электросети. В случае современного законодательства и наличия электросчетчика, умеющего считать «импорт» и «экспорт», мы даже можем получить немного денег, но не во всех странах это пока работает.

Читайте также:  Столик из фанеры: инструкция как сделать своими руками, особенности журнальных

В моем случае «автономка» была неактуальна, загромождать квартиру аккумуляторами резона не было, так что выбор был очевиден. Кстати, минус у grid-tie инвертора один — в случае пропадания напряжения электросети он отключается, таким образом, даже имея целую крышу солнечных панелей на 3-4КВт, можно оказаться без электричества если оно вдруг пропало. Но в моем случае отключения настолько редки, что ими можно пренебречь, на крайний случай, сейчас огромный выбор довольно эффективных DC-DC конвертеров, которыми можно запитать и ноутбук, и смартфон, и LED-лампы, так что при желании это вполне можно доделать.

Итак, общая идея того что делать, ясна, let’s get started.

Схема соединений будет крайне простой, берем солнечные панели, подключаем к инвертору, включаем его в розетку:

Рассмотрим все компоненты системы последовательно.

1. Солнечные панели

Первый актуальный вопрос это выбор панелей. Доводилось читать мнения экспертов, что солнечные панели отличаются по КПД, и надо брать наиболее эффективные. С этим трудно поспорить, однако, как показал поиск, разница составляет 2-3%. Судя по статье Most Efficient Solar Panels 2020 топ-10 панелей по эффективности выглядит так:

Однако в наличии таких панелей просто не было, а там где были, разница в цене была бы гораздо больше чем заявленные 2-3% разницы в КПД. В общем, на этот пункт я просто забил и выбрал те, что были в наличии на местном Амазоне и имели лучшие отзывы.

Остается выбрать мощность. Тут все просто, чем больше панель, тем она в пересчете на ватт дешевле, оптимум получился в районе 160Вт:

В принципе, есть более крупные панели на 320 или 360Вт, но они довольно громоздкие и тяжелые, с более дорогой доставкой, и для балкона уже великоваты. В общем, 160 Вт оказалось оптимальным значением. Размер такой панели составляет 150×70см, а вес 12.5кг.

К солнечным панелям также был куплен крепеж с регулируемым углом наклона:

Практически, две 160Вт панели нормально помещаются на балконе, можно даже было бы поставить третью, но тогда балкон был бы занят полностью, и выходить туда уже было бы неудобно:

Здесь на фото панели еще не развернуты к Солнцу, да и угол наклона не совсем правильный, плюс провода желательны потолще, на этих теряется несколько ватт. Разумеется, в случае застекленного балкона конструкция была бы другой, в общем, тут большой простор для творчества.

2. Grid-tie инвертор

Выбор инверторов для таких микромощностей не так уж велик, из основных моделей можно отметить такой:

Это довольно простой китайский инвертор ценой 80-100Евро, есть модели под разное входное напряжение, 11-30В и 22-60В. Если есть возможность использовать более высокое напряжение и соединить две панели последовательно, то лучше второй вариант, но если солнечная панель одна, то остается первый.

У этого инвертора есть минус — он периодически шумит, т.к. внутри есть кулер. Включается он только днем при мощности более 100Вт, ночью солнца нет, но это все же стоит иметь в виду если инвертор стоит в жилой комнате.

Другой вариант, это так называемый «микро-инвертор», который закрепляется прямо на солнечной панели:

Способ достаточно эффективный и удобный. Решается проблема шума, плюс за счет более высокого напряжения меньше потерь в проводах. Но из соображений электробезопасности я не захотел выводить на балкон 220В, так что пришлось остановиться на первом варианте, когда с балкона идут только низковольтные провода.

Сбор данных

В принципе, наша система готова — достаточно подключить панели к инвертору, включить его в обычную розетку, и все будет работать. Однако хочется, как минимум, видеть сколько мощности отдается с панелей, а как максимум, иметь более продвинутое логирование получаемой энергии.

Для начала нам пригодится измеритель мощности, выводящий текущие показания на экран.

Он может выводить основные параметры (мощность, напряжение, ток, сумма киловатт-часов), однако никаких «сетевых» функций, как и возможности сохранения данных, он не имеет.

Сумма киловатт-часов полезна, если речь идет об утюге или холодильнике, однако для солнечных панелей актуально видеть выработку в течении дня. Поиск показал, что наилучший функционал обеспечивает смарт-розетка TP-Link Kasa HS110 ценой порядка 25Евро — она умеет не только показывать данные о мощности, но и под неё существует Python API, позволяющий получать текущие данные. Важно не перепутать с моделью HS100, измерения мощности в ней нет. Кстати, как бонус, софт от TP-Link имеет собственное «облако», и видеть значения генерации можно онлайн из любой точки мира:

К сожалению, ни на одной из «умных розеток» нет своего LCD-экрана (я давно знал, что все маркетинговые и дизайн-решения принимаются алиенами, которые в данном случае, считают что удобнее взять смартфон и сделать 10 тапов чтобы посмотреть мощность, чем просто взглянуть на LCD-экран). В итоге, получился такой «паровозик» — первая «не-умная» розетка показывает значения генерации на экране, вторая «умная» но зато без экрана, обеспечивает коннект по WiFi. Честь и хвала современным маркетологам (а может так и задумано, я ведь потратил в итоге деньги на 2 устройства вместо одного).

Читайте также:  Что представляет собой оцинкованная труба для водоснабжения и отопления

Однако, встроенного ведения логов в приложении TP-Link нет, пришлось дописать это самостоятельно, для этого использовалась библиотека https://github.com/python-kasa/python-kasa. Разумеется, это можно было бы автоматизировать с помощью OpenHAB или Home Assistant, но держать целый сервер на выделенном устройстве для того, что можно сделать из 20 строк кода, мне показалось избыточным.

Код записи лога весьма прост:

При работе программы будут создаваться csv-файлы лога с шагом примерно в минуту и разбивкой по месяцам:

Я запустил сбор лога на своем роутере с dd-wrt, для чего достаточно команды nohup python3 /opt/solar.py >/dev/null 2>&1 &. При желании можно добавить скрипт в автозагрузку, чтобы не вводить команду каждый раз при включении роутера. Была также идея добавить в программу свой веб-сервер для доступа к логу, но на практике стандартного WinSCP оказалось вполне достаточно, чтобы раз в несколько дней скачать новый лог.

Результаты

Довольно сложно подгадать с погодой, чтобы день был либо полностью ясным, либо совсем пасмурным. Когда такие данные будут, добавлю скриншоты в текст. Пока из самых свежих данных, выработка электроэнергии в день на момент написания текста выглядит так:

В моем случае балкон ориентирован на запад, утром панели в тени, и полноценная выработка начинается со второй половины дня. Хотя уже в 9 утра в электросеть отдается до 25Вт, что в целом неплохо. Как можно видеть из графика, пиковая мощность составила порядка 175Вт, также хорошо видны «провалы» на графике из-за набегающих иногда туч. Заканчивается генерация после 21 час — летом световой день длинный, зимой он будет, разумеется, короче.
За весь этот день было выработано 0.73КВт*ч электроэнергии:

Если бы туч не было совсем, наверно можно было бы рассчитывать на прирост 20-30%, т.е. суммарно получится ровно 1кВт*ч/день. Панели кстати, работают и в пасмурную погоду, но выработка при этом разумеется, меньше, и лишь при совсем темных грозовых тучах, может упасть до нуля.

Для сравнения, вот так выглядит генерация в пасмурный дождливый день, за весь день было выработано 0.21кВт*ч:

Много это или мало? Если верить гуглу, 0.2кВт*ч хватит чтобы вскипятить 2л воды электрическим чайником, что для энергии «с неба» по идее, не так уж плохо.

Из негативного, можно отметить, что КПД получился не такой высокий, как хотелось бы. Увы, производители пишут на панелях максимальное значение мощности, полученное под прямым углом падения солнечных лучей и кристально чистом воздухе на Луне в Гималаях. В реале Солнце постоянно движется по небу, и оптимальный угол падения будет длиться не более 1-2 часов в день. Ничего страшного в этом разумеется нет, просто нужно учитывать, что к примеру, реальных 100Вт со 100-ваттной солнечной панели практически никогда вырабатываться не будет.

Экспорт энергии в электросеть

Наконец, мы подошли к вопросу экспорта энергии в электросеть. Тут все просто с технической точки зрения, но все сложно с экономической. Технически, мы просто добавляем в наше домохозяйство новый источник энергии. Которая будет расходоваться подключенными устройствами, а излишки через электросчетчик (это важно) уйдут в городскую сеть. Счетчик здесь важен потому, что именно от него будет зависеть, как будет подсчитываться экспортируемая энергия.

Здесь есть варианты:

  • Старый дисковый счетчик при реверсе напряжения скорее всего не будет крутить диск (в нем есть специальный стопор), т.е. выработанное нами электричество будет отдаваться в сеть бесплатно, показания на счетчике изменяться не будут.
  • Старый дисковый счетчик без стопора будет крутить диск в обратную сторону, т.е. показания счетчика будут уменьшаться, что разумеется, выгодно владельцу солнечных панелей. Но такие счетчики сейчас не выпускаются и стали музейной редкостью.
  • Цифровой счетчик, не умеющий считать экспорт электроэнергии, будет считать её «по модулю» независимо от направления, т.е. за каждый отдаваемый городу киловатт владелец солнечных панелей будет платить как за потребленный.
  • Современный цифровой счетчик, умеющий считать как экспорт, так и импорт электроэнергии, будет показывать отдельные значения по всем параметрам. Всего на таком счетчике 4 сменяющих друг друга варианта показаний: импорт дневной, импорт ночной, экспорт дневной, экспорт ночной.

Разумеется, дело не только лишь в счетчике, а в возможности всей инфраструктуры и бюрократической системы принимать и обрабатывать такие платежи. Скажу честно, как обстоят дела в России, я не знаю. В 2019 году был принят закон о возможности микрогенерации с мощностью до 15КВт (https://habr.com/ru/post/479836/), но работает ли это реально, и можно ли просто придти в магазин и купить новый счетчик с возможностью учета экспорта, сказать сложно. Тем более, не уверен, что в российских платежках за электроэнергию уже появился такой пункт как «генерация». Можно лишь сказать, что в Европе это вполне работает, счетчики во многих домах и квартирах уже заменены муниципалитетом на новые. Для примера, в Голландии для регистрации «солнечной электростанции» достаточно уведомить государство, заполнив форму на сайте:

Читайте также:  Фильтры для очистки воды в квартире

Разумеется, для балконной станции мощностью 100-200Вт это не так критично, большинство электроэнергии скорее всего и так будет потребляться внутри квартиры холодильником и прочими устройствами. Так что даже если у кого-то нет современного электросчетчика, проще рассматривать это лишь как благотворительный вклад в экологию — даже если «подарить» городу несколько КВт*ч в месяц и заплатить за них, ну скажем, 50 рублей, вряд ли владелец от этого обеднеет. Проще считать, что эти деньги пойдут на развитие электросетей… Конечно, если панелей реально много, то целесообразно ставить специальный grid-tie инвертор с так называемым лимитером — датчиком тока, который ставится сразу после электросчетчика и ограничивает выработку инвертора, чтобы наружу ничего не отдавалось.

В моем случае, современный счетчик уже был бесплатно установлен муниципалитетом, так что в солнечный день на экране действительно можно видеть отрицательные значения потребляемой электроэнергии:

Кстати, вопрос о том, сколько можно «заработать» на генерируемом и продаваемом государству электричестве, экономически весьма непростой. В Германии например, вначале были введены специальные льготные тарифы для отдаваемой электроэнергии, что дополнительно мотивировало владельцев ставить солнечные панели. Но потом льготы стали отменять, и сейчас, это вроде бы уже не так выгодно. Аналогичный закон про «зеленый тариф» с реально высокими ценами за генерацию был принят в Украине, и это привело к значительному росту числа солнечных станций, но долго ли он продержится, неизвестно. Понятно, что в Украине хотят получить максимальную энергонезависимость от соседей, поэтому цены покупки электричества пока высоки. В России наоборот, генерируемое электричество будет покупаться дешевле чем потребляемое — энергоресурсов в РФ и так в избытке, и желания у правительства мотивировать людей на установку солнечных панелей нет. Но в любом случае, речь идет об излишках — то электричество, которое потребляется внутри дома, является прямой и чистой экономией, уменьшая платежи по обычному тарифу, а лишь излишки продаются государству. По идее, цель инсталляции солнечных панелей для домовладельца — уменьшить до нуля потребление электричества от внешней сети, а возможность продажи излишков городу это лишь приятный бонус, но не самоцель.

Кстати, если говорить об окупаемости в настоящее время, то судя по немецкому онлайн-калькулятору, окупаемость для панелей на крыше площадью 31м2 составляет для Германии порядка 9 лет:

Заключение

Получение солнечной энергии это достаточно интересный хобби-проект, в плане приобщения к чему-то новому. Ведь как известно, лучший способ изучить новую технологию это попробовать её самостоятельно. Можно сколько угодно читать чужие статьи, но увидеть собственными глазами результаты работы, влияние угла наклона панелей, придумать защиту от ветра, сбор статистики, и так далее — оно гораздо более интересно и дает гораздо больше опыта и понимания разных тонкостей.

В целом, результатами работы я вполне доволен. Стоимость проекта составила около 500Евро, что в плане затрат на хобби не астрономическая сумма, которая вполне сопоставима со средним игровым смартфоном или фотоаппаратом. 2 панели обеспечивают выработку от 10 до 180Ватт в зависимости от погоды и времени суток, что неплохо компенсирует работу разных домашних устройств, при этом даже если текущего потребления нет, излишки не пропадают а уходят в городскую электросеть.

Всем кто захочет повторить что-то подобное самостоятельно, желаю удачных экспериментов и побольше солнечных дней.

Солнечные батареи на балконе: как работают, устройство своими руками, видео

Главная страница » Публикации » Солнечные батареи на балконе: как работают, устройство своими руками, видео

Владельцев городских квартир наверняка порадует возможность превратить собственный балкон в маленькую электростанцию – источник бесплатной электроэнергии. Потягаться с атомным реактором в энергопроизводительности такой балкон вряд ли сможет, но обеспечить собственное отопление и освещение ему будет вполне по силам. Реализовать эту идею можно с помощью солнечных батарей. О том, что это такое и как установить солнечные батареи на балконе, — читайте в нашем материале.

Содержание:
  • Бесплатный сыр без мышеловки
  • Достоинства и недостатки солнечных батарей
  • Установка и использование на балконе
  • Самоделкину на заметку
    • Выбор фотоэлементов
    • Изготовление солнечной батареи
  • Солнечная батарея своими руками видео

Бесплатный сыр без мышеловки

Гениальный Никола Тесла сказал однажды, что окружающее нас пространство представляет собой океан, наполненный бесплатной энергией. Измученное газонефтяной зависимостью человечество всегда искало возможность пристроиться к этому океану и зачерпнуть хоть небольшую часть его содержимого. Один из способов, позволяющих добиться этого, связан с применением появившихся в 50-х годах 20-го столетия устройств, названных солнечными батареями. С момента своего изобретения они беспрестанно совершенствуются, становясь все более эффективными, надежными и долговечными.

Итак, как же работает солнечная батарея? Самой важной частью современной солнечной батареи является фотоэлемент, материал которого обладает полупроводниковыми свойствами. Множество таких деталей соединяется между собой, образуя панели различной площади. Под воздействием солнечного излучения фотоэлемент генерирует постоянный электрический ток, но использоваться напрямую для питания электропотребителей он не может. Чтобы придать такому электричеству «удобоваримую» форму, используют специальное устройство – инвертор.

Еще один важный компонент солнечной батареи – аккумулятор. Он позволяет накапливать электрическую энергию в период интенсивного солнечного излучения и затем использовать ее по необходимости.

Читайте также:  Стильные подхваты для штор: выбрать или сделать своими руками

Сегодня для производства фотоэлементов солнечных батарей используют различные материалы, которые отличаются друг от друга стоимостью и коэффициентом полезного действия. К наиболее распространенным относятся:

1. Поликристаллы кремния

Эта разновидность фотоэлектрических элементов пользуется наибольшим спросом, поскольку ей свойственно наилучшее соотношение стоимости и производительности. Еще одно достоинство – простота монтажа, с которым легко может справиться даже неподготовленный человек. Узнать поликристаллические элементы можно по характерному синему цвету.

2. Монокристаллы кремния

Фотоэлементы данного типа являются более производительными, чем поликристаллические, однако, и стоимость их существенно выше. Главным признаком монокристаллов является то, что они имеют форму многоугольника. Этим определяется свойственный им недостаток: монокристаллические фотоэлементы невозможно объединить в сплошной массив, между отдельными деталями всегда остаются просветы. Таким образом, часть площади собранной из подобных элементов панели тратится впустую.

3. Аморфный кремний

Данная разновидность фотоэлементов уступает в производительности двум описанным выше, но все-таки пользуется достаточным спросом по причине доступной стоимости.

4. Теллурид кадмия

Фотоэлектрические элементы, изготовленные из этого материала, имеют вид пленки толщиной до 0,5 мм. Такая пленка может быть частично прозрачной, что делает возможным ее использование поверх остекления балкона. В этом случае помимо своей основной функции она будет играть роль тонировки стекла.

5. CIGS (полупроводниковый материал)

Фотоэлементы на основе CIGS также изготавливаются в виде пленки, но в сравнении с теллуридом кадмия обладают большей производительностью.

Отличия в производительности у перечисленных материалов весьма существенные. К примеру, панель площадью 1 кв. м, выполненная из монокристаллического кремния, в идеальных условиях генерирует 125 Вт электроэнергии. Такая же по площади батарея из аморфного кремния обладает электрической мощностью всего в 50 Вт.

В квартире всегда присутствует тепло. А удержать его в ней как можно дольше поможет теплосберегающая пленка для окон. Подробности о ее характеристиках и использовании читайте в нашей статье.

А если вы решили обшить свой балкон сайдингом, то вам может быть интересна наша статья с инструкцией по его монтажу.

Достоинства и недостатки солнечных батарей

Достоинства солнечных батарей очевидны:

  • бесплатная электроэнергия;
  • экологичность;
  • долговечность (срок службы современных систем составляет от 20 до 25 лет);
  • надежность (поскольку батареи не содержат движущихся частей, они выходят из строя только в исключительных случаях);
  • минимальный уход (панели нуждаются только в очистке от пыли и грязи).

В числе недостатков можно отметить:

  • нестабильность (производительность батареи зависит не только от времени суток, но и от погоды);
  • высокая стоимость (цена более-менее серьезной установки для бытового применения стартует от 3500 евро);
  • малая производительность в сравнении с традиционными источниками энергии.

Установка и использование на балконе

Прежде чем начать установку солнечных батарей на балконе, следует уяснить себе два обстоятельства. Первое: аккумулятор, входящий в комплект установки, не переносит низких температур, поэтому балкон должен быть, как минимум, застеклен и утеплен. Второе: необходимо предусмотреть возможность переключения всех электропотребителей на питание от обычной электросети на случай, если из-за плохой погоды производительность солнечной батареи упадет.

Установка батареи осуществляется достаточно просто. Панели фиксируются на каркасе из уголка с шириной полки 50 мм. Каркас должен быть надежно прикреплен к капитальным элементам здания – стенам или плитам, иначе конструкция не выдержит снеговой и ветровой нагрузки.

Не забывайте, что солнечную батарею регулярно приходится очищать от пыли и грязи, остающейся после осадков, поэтому ее панели следует размещать в поле доступа.

На заметку: Наибольшей эффективностью батарея обладает в том случае, если лучи падают на ее поверхность под прямым углом. Зимой солнце отклоняется от летнего положения на угол в 12 градусов, поэтому каркас с фотоэлементами также должен иметь возможность поворачиваться на этот угол

Самоделкину на заметку

Отсутствие достаточных финансовых средств – еще не повод отказаться от мечты. При желании можно организовать устройство солнечной батареи своими руками из вполне доступных материалов.

  • стекло или оргстекло толщиной 4 мм – 700х1050 мм (один лист);
  • солнечные элементы (можно заказать через интернет) — 48 шт. (4 ряда по 12 шт.);
  • алюминиевый профиль (уголок 20х20 мм);
  • герметик;
  • паяльник;
  • флюс;
  • олово;
  • шины для пайки;
  • мультиметр.
Выбор фотоэлементов

Производители предлагают нам два типа фотоэлементов:

  • монокристаллические (КПД 13%);
  • поликристаллические (КПД 7 – 9%).

Монокристаллы служат до 30 лет, но они чувствительны к погодным колебаниям: если солнце закроют облака, мощность элементов существенно снизится. Поликристаллические элементы можно эксплуатировать не более 20 лет, но они при наличии облачности мощность не теряют.

Изготовление солнечной батареи
  • Изготовление корпуса: конструкция изготавливается из алюминиевого уголка. Внутренний размер рамы должен превышать габариты стекла примерно на 5 – 10 миллиметров. Это позволит между стеклом и рамой уложить слой силиконового герметика, достаточный для обеспечения прочности изделия.

Совет: Прежде чем приступить к герметизации, желательно протестировать качество пайки.

  • Тыльную сторону солнечной панели обычно покрывают акриловым лаком: состав наносится на поверхность при помощи кисти.

Солнечная батарея своими руками видео

А сейчас вы можете посмотреть видеоролик, в котором продемонстрировано как можно сделать солнечную батарею своими руками.

Читайте также:  Установка одного УЗО на несколько устройств: ставить или нет


Балкон – помещение, которое очень часто оставляется для выполнения примитивных задач – сушка белья или же хранение банок с закатками, хотя в некоторых.


Утепленный балкон, температура на котором круглый год остается комфортной, расширяет жилое пространство. На балконе обустраивают личный кабинет, комнату.


Ремонт балкона, лоджии приходится делать многим и подчас только своими руками. Эта комнатка для всех проживающих имеет огромное значение. Применение ее.

Солнечные батареи: классификация + обзор панелей отечественных производителей

Совсем недавно автономные системы энергообеспечения домов казались фантастикой. Сегодня они уверено входят в нашу жизнь. Рачительные европейцы уже довольно давно используют так называемые солнечные батареи для обеспечения своего жилья электроэнергией. В России такие системы пока еще только набирают популярность. Связано это с достаточно высокой стоимостью оборудования. Однако технологии его производства совершенствуются, и цена на устройства понемногу падает, делая их все более доступными для покупателей. Какие панели выбрать для частного дома? Давайте разбираться.

Принцип действия солнечных батарей

Устройства, преобразующие в электроэнергию солнечный свет, работают по довольно простому принципу. Чтобы его понять, достаточно вспомнить школьный курс физики. В частности освежить знания о том, что такое p-n переход. Именно он способен преобразовывать энергию света в электрическую. Это явление ярко иллюстрирует опыт с транзистором со спиленной крышкой. Свет падает на p-n переход, а подключенный к нему вольтметр начинает фиксировать незначительные значения электрического тока. При увеличении площади p-n перехода количество получаемой электроэнергии будет расти.

Принцип работы солнечных батарей основан на преобразовании световой энергии в электрическую. Большая площадь панелей позволяет вырабатывать больше энергии

Все современные фотоэлектрические преобразователи работают с использованием этого принципа. Относительно большие площади пластин с p-n переходами позволяют получать достаточное количество электроэнергии. Постоянному усовершенствованию подвергаются материалы и конструкция, благодаря чему растет коэффициент фотоэлектрического преобразования, он же КПД устройства. Величина напряжения и выходного тока солнечной батареи напрямую зависят от степени внешней освещенности устройства.

Типы фотоэлектрических преобразователей

Количество разновидностей современных солнечных батарей приближается к десятку. Каждая вариация имеет свои особенности. Все их можно условно поделить на две большие группы — кремниевые и полимерные пленочные. Рассмотрим более подробно каждую из них.

Кремниевые солнечные батареи

Устройства вырабатывают постоянный ток, который появляется вследствие попадания на кремниевую или кремневодородную пластину солнечного излучения. Особенности материала таковы, что лучи солнца, попадающие на него, сдвигают электроны с орбит атомов. Освобожденные электроны образуют электрический ток. Такие устройства отличаются максимальной эффективностью, но достаточно сложны в изготовлении, что делает их недешевыми. Существует несколько разновидностей кремниевых батарей.

Вид #1 — монокристаллические преобразователи

Отличительная особенность элементов такого типа – направленность светочувствительных ячеек строго в одну сторону. С одной стороны, это очень хорошо, поскольку позволяет получать наиболее высокий из всех аналогичных систем КПД. У монокристаллических преобразователей он достигает 22%. Однако для работы панель должна всегда быть развернута к солнцу, иначе энергоотдача резко снижается.

Рассеянный свет на закате или рассвете, в пасмурные дни дает очень небольшой результат, что делает монокристаллические преобразователи хорошим выбором для южных районов, где много солнечных дней. Внешне такие системы легко отличить по скошенным углам панелей, что обусловлено особенностями их изготовления, и глубокому черному цвету, который дают направленные в одну сторону ячейки.

Монокристаллические модули отличаются наиболее высоким КПД. Они состоят из ориентированных строго в одну сторону кристаллов кремния

Вид #2 — поликристаллические батареи

На пластинах расположены разнонаправленные кристаллы кремния, что дает более низкий по сравнению с монокристаллами КПД. Он составляет порядка 18%. Внешний вид панелей так же отличается. Они представляют собой пластины правильной квадратной формы темно-синего цвета. Неоднородность их структуры и цвета объясняется тем, что в их состав входят разнородные кристаллы кремния, а кроме того присутствуют некоторые примеси.

Поликристаллические солнечные батареи характеризуются неоднородной структурой и наличием ориентированных в разные стороны кристаллов кремния

Для изготовления поликристаллических панелей может использоваться не только первичный кремний, но и подготовленное вторичное сырье. Это объясняет наличие в оборудовании некоторого количества дефектов. Главное достоинство таких пластин – хорошая энергоэффективность при рассеянном свете, что делает их незаменимыми для местностей, где пасмурная погода не редкость.

Вид #3 — аморфные кремниевые панели

Аморфные элементы представляют собой очень тонкие слои кремния, которые получают напылением материала в вакууме. Основой становится фольга из высококачественного металла, пластик или стекло. КПД таких устройств невелик и составляет всего 6%. Это объясняется более быстрым, чем у пластин кристаллического вида, выгоранием кремниевых слоев под воздействием солнечной радиации. Как показывает практика, эффективность аморфных панелей через два месяца эксплуатации понижается примерно на 20%. По прошествии полутора-двух лет батарея может просто выйти из строя.

Модули, выполненные из аморфного кремния, отличаются невысоким КПД, зато они очень эффективно работают в условиях рассеянного светового потока

Однако их применение вполне оправданно. Светочувствительные ячейки ориентированы хаотично, что существенно повышает эффективность устройств в пасмурную погоду и при рассеянном свете. Кроме того степень поглощения поступающего светового потока у аморфных панелей почти в двадцать раз выше, чем у аналогичных кремниевых устройств-конкурентов. Безотходная технология производства таких батарей позволяет существенно снижать их стоимость. Внешне аморфные пластины можно отличить по темно-серому цвету.

Читайте также:  Установка медных труб водоснабжения
Вид #4 — гибридные фотопреобразователи

Такие панели объединяют микрокристаллы и аморфный кремний. Свойства гибридных преобразователей светового потока очень близки к свойствам поликристаллических элементов. Единственная разница в том, что их производительность в условиях рассеянного света намного выше. Еще одно отличительное свойство таких панелей – способность преобразовывать в электрический ток не только излучение ультрафиолетового спектра, но и лучи инфракрасного диапазона.

Полимерные пленочные солнечные преобразователи

Перспективная альтернатива кремниевым батареям. Представляют собой пленку, состоящую из полимерного активного слоя, алюминиевых электродов, органической гибкой подложки и особого защитного слоя. Пленочные фотоэлементы объединяются между собой, в результате чего получается рулонная солнечная батарея. Такие устройства очень гибкие, компактные и легкие. Их стоимость несколько ниже кремниевых аналогов, поскольку в производстве не используется дорогостоящий кремний. Кроме того устройства более экологичны, поскольку оказывают на окружающую среду меньшее влияние.

КПД таких устройств невысок. Он составляет порядка 6,5%. В промышленных масштабах первые полимерные батареи начали выпускать в Дании. Процесс производства заключается в особой многослойной печати фотоэлемента на специальную гибкую пленку. Ее впоследствии можно резать, скручивать и изготавливать солнечные батареи практически любых размеров. Стоимость пленочных элементов на порядок ниже, чем у кремниевых. Однако найти такие панели в продаже пока еще очень сложно. Производство находится в ранней стадии развития.

Для изготовления полимерных солнечных модулей не нужен дорогостоящий кремний, что существенно удешевляет производство

Что предлагает рынок — обзор производителей

На российском рынке в большом ассортименте представлены поли- и монокристаллические панели. Большая их часть произведена в Китае, что не удивительно, поскольку эта страна – лидер по производству и продаже различных систем генерации солнечной энергии. На рынке так же представлена немецкая продукция от компаний SCHOTT и Calixo, японская от фирмы SHARP и товары российских компаний. Последние чаще всего занимаются сборкой солнечных элементов из комплектующих китайского производства.

Тем не менее, в России есть предприятия, производящие фотопреобразователи. Завод «Хевел», расположенный в Новочебоксарске, выпускает тонкопленочные гибридные панели. Завод «Сатурн» в Краснодаре специализируется на солнечных батареях, работающих на арсениде галлия. Последние большей частью предназначены для космической промышленности. Бытовые модули производят два предприятия: «Завод металлокерамических приборов» в Рязани и «Телеком-СТВ» в Зеленограде.

Отечественные производители выпускают различные типы кремниевых солнечных батарей

Завод в Рязани производит два основных типа устройств:

  • RZMP-130-Т с диапазоном мощностей от 105 до 145 Вт.
  • RZMP-220-Т с диапазоном мощностей от 200 до 240 Вт.

Устройства состоят из нескольких последовательно соединенных элементов. Панель покрыта высокопрозрачным закаленным текстурированным стеклом и помещена в алюминиевый профиль. Такая конструкция придает батарее прочность и защищает от неблагоприятных атмосферных воздействий. Стоимость таких устройств достаточно высока. К примеру, модель RZMP-130-Т, мощность которой 120 Вт, обойдется покупателю в более чем 16 000 руб.

«Телеком-СТВ» выпускает намного больше различных моделей солнечных батарей. Среди них поли- и монокристаллические модули, специализированные и особые гибкие батареи, а так же монокристаллические панели повышенной эффективности. Выходное напряжение может быть адаптировано как для высоковольтных систем (34-38 В), так и для низковольтных (17-18,5 В).

Кремниевые модули выпускаются в алюминиевой рамке, накрытые специальным текстурированным стеклом. Производитель дает на свои батареи пять лет гарантии и сертифицирует свое оборудование, хотя по закону это делать не обязательно. Зеленоградские панели более легкие и менее габаритные, чем рязанские. Стоимость их почти в полтора раза ниже, несмотря на то, что качество солнечных батарей неизменно высокое.

Солнечные модули на основе аморфного кремния от завода «Хевел» могут работать в различных климатических условиях

Завод «Хевел» единственный в России, выпускающий модули по микроморфной технологии. Это пластины, выполненные на базе аморфного кремния с некоторым количеством вкраплений микрокристаллов. Панели эффективно работают в условиях рассеянного света и уверенно конкурируют с поли- и монокристаллическими батареями. Предприятие только начало выпуск продукции, поэтому найти ее пока можно не во всех магазинах. Стоимость таких панелей достаточно демократична. За устройство мощностью 125 Вт придется отдать порядка 10 000 руб, что несколько выше, чем у основного конкурента предприятия Тайваньского Green Energy Technology. Их продукция с аналогичными свойствами стоит около 7 000 руб.

Ассортимент солнечных батарей очень широк. И только человек, собирающийся приобрести фотопреобразователь, может решить, на каком варианте ему остановиться. При этом стоит учесть и мнение специалистов, которые рекомендуют для обустройства автономного электроснабжения дома остановить свой выбор на поликристаллических модулях. Понятно, что монокристаллические более эффективны, но не нужно забывать, что это достаточно условный показатель. Использование солнечных батарей становится все более популярным. Несмотря на свою дороговизну, эти устройства достаточно быстро окупаются. А главное, они позволяют получать необходимую электроэнергию практически «из ничего».

Читайте также:  Электрическое отопление квартиры в многоквартирном доме

Солнечные батареи для дома, как выбрать и что нужно обязательно учитывать

Солнечный свет, в качестве альтернативного источника энергии, активно используют во всем мире. И это не только независимость от природных ископаемых, которые не безграничны, но и значительный вклад в экологию всей планеты.

Одним из способов получения такой энергии являются солнечные панели или батареи. По научному эти системы называются фотоэлектрическими панелями.

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Как выбрать солнечную батарею

Прежде чем установить такую систему в доме нужно определится с видом самих панелей и комплекта оборудования в целом. И здесь есть несколько очень важных моментов, которые нужно знать и от которых зависеть эффективность установки.

Определяемся с системой

Как выглядит комплект оборудования и как он работает

В комплект солнечных батарей сходят сами панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. В некоторых случаях система может быть другой, в зависимости от ее назначения, давайте рассмотрим их подробнее.

  1. Автономные системы. Предназначена для обеспечения электроэнергией объекта который не подключен к стационарной сети. Электроснабжение в дневное время происходит от панелей, остаток накапливается в аккумуляторных батареях. Этот заряд расходуется в вечернее и ночное время, а также когда солнечного света не достаточно.
  2. Открытые системы. Их еще называют безаккумуляторными, что значительно снижает цену. Такой вариант предусматривает обеспечение объекта электроэнергией только во время дневной солнечной активности. В остальное время потребление производится с сети через инвертор. Он выбирает источник потребления в зависимости от текущей нагрузки. Во многих странах электричество ночью дешевле, поэтому такой вариант экономически оправдан.
  3. Комбинированные системы. Этот вариант предусматривает наличие полного комплекта, включая АКБ. В пиковые нагрузки, если не хватает запаса аккумуляторов, инвертор берет недостающую мощность из сети. Такой вариант актуален для домов где возникает периодическая необходимость в большом количестве электричества, а так же если нет необходимого количества резервных батарей.
  4. Реверсные системы. Промышленный вариант, а так же, в некоторых странах частным домовладениях разрешено их устанавливать для продажи электричества. Такие установки отличаются большим количеством батарей, задача которых выработать максимум электричества и отправить его в сеть через реверсный счетчик. Киловатты, отправленные таким образом оплачиваются энергокомпаниями по так называемому “зеленому тарифу”. Этот как экономический шаг, дающий возможность снизить энергозависимость, так и политический, показать миру что страна делает свой вклад в экологию.

Виды солнечных панелей

От этого элемента напрямую зависит эффективность работы всей системы, поэтому к их выбору стоит отнестись серьезно. Их всего три вида, но массовое применение получили только два, о них подробнее.

Монокристаллические

Каждый фотоэлемент состоит из одного кремниевого кристалла. Они самые эффективные за счет одностороннего направления этих кристаллов, КПД составляет 20% – 24%, но и стоят немного дороже. По внешнему виду их легко определить, панели имеют насыщенный синий цвет и округленные края.

Цена панели 250 Вт – 170-200 долларов .

Поликристаллические

Здесь мелкие кремниевые кристаллы объедены в фотоэлементы, что не позволяет сделать однотонную поверхность. Это отрицательно сказывается на КПД панели, ее эффективность примерно на 18% меньше монокристальных. Однако, производство таких батарей менее сложное, а значит они дешевле.

Цена панели 250 Вт – 150 долларов .

Амфорные

Представляют собой слой полупроводника (кремневодорода), напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Невысокий КПД, в среднем 10,4%. Однако, такие панели имеют более высокое поглощение, что делает их эффективнее в пасмурную погоду.

Цена панели 150 Вт – 250 долларов .

Сравнительная таблица уровня КПД

Солнечные батареи для дома: 3 категории

Солнечные батареи для частного дома – это один из самых экономичных способов отопления. Солнечные батареи (СБ)– это автономный источник электроэнергии. В состав устройств входит набор проводников, которые преобразовывают излучение от солнца в электрический ток. Сегодня продаются панели с размерами от 2 мм до 2м.

  • Солнечные батареи для часного дома и принцип их работы
  • Виды и особенности СБ
  • Фотоэлектрические преобразователи и их типы
    • Солнечные батареи на основе кремния для загородного дома или дачи
    • Солнечные преобразователи из полимерной пленки своими руками: как сделать фонарь
  • Обзор основных производителей солнечных батарей: стоимость комплекта
Читайте также:  Фильтры для очистки воды в квартире

Солнечные батареи для часного дома и принцип их работы

Работает солнечная батарея по одному и тому же принципу с момента ее изобретения. Батареи объединяют в последовательные или параллельные цепи. Зависит это от напряжения, которое нужно получить.

Принцип работы солнечной батареи основывается на физике полупроводников. Состоит солнечная батарея из специальных пластин. Пластина проводника включает в себя два слоя с разной проводимостью: p-n. Изготавливают пластины из кремния. В кремниевые пластины добавляют специальные примеси. При добавлении в состав пластины фосфора, происходит перенасыщение структуры электронами. Если в качестве примеси используется бор, то это вызывает нехватку электронов и возникновение вследствие этого дырок. Излучение вытесняет из атомов катода электроны, которые переходят на уровень анода. Положительная энергия, которая возникает в ходе этого процесса, накапливается в подключенном к устройству аккумуляторе. Фотоэлементы для солнечных батарей – это двухслойные проводники с подключенными к ним электродами.

Работают солнечные батареи от энергии солнца. Их эффективность напрямую зависит от количества световых дней в году. В районе Средиземного моря такие установки используются повсеместно, так как это бесплатный источник электроэнергии. Водонагреватели подпитываются только СБ. Солнечные батареи для дома способны прослужить 25 лет. Коэффициент полезного действия устройства составляет 15%. В Европе и Америке организована государственная программа по развитию и внедрению в обиход альтернативной электроэнергии. СБ подразделяются на следующие категории:

  1. Маломощные батареи (менее 1 Ватта). Используются для зарядки малых портативных устройств: смартфонов, планшетов, телефонов. Фотопластины занимают маленькую площадь. Энергия, производимая таким устройством, мала, в отличие от его стоимости. Зарядные устройства на солнечных батареях считаются дорогой оригинальной забавой
  2. Солнечные панели для дома. По сути это набор контактных фотоэлементов, которые можно сконструировать по своему усмотрению в мощную установку. Это своеобразные заготовки для создания крупных систем. Солнечные панели для дома – это автономный источник электроэнергии в местности, где случаются проблемы с электричеством либо его стоимость слишком высока.
  3. Универсальные батареи. Предназначены для использования в походных условиях. Такой тип СБ используется преимущественно туристами. Установки от иностранных производителей достаточно качественны, их стоимость колеблется в разумных пределах. Российские СБ отличаются по цене и качеству. При желании можно подобрать достойное устройство, но для этого придется изучить каждый из предложенных вариантов.

Походная солнечная батарея позволит зарядить телефон или ноутбук

Виды и особенности СБ

Классификация СБ по типу использования выглядит следующим образом:

  • Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). Это полупроводниковые конфигурации, преобразовывающие солнечную энергию в электрический ток. Солнечной батареей называется комплекс таких преобразователей.
  • Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Эти установки при помощи полученной энергии от солнца приводят в действие турбинную, паровую технику.
  • Солнечные коллекторы (СК). Это обогревательные приборы, используемые для независимого отопления жилых домов, подачи горячей воды.

Существуют следующие виды солнечных батарей, которые различаются по принципу расположения атомов в кремниевой пластине:

  • монокристаллическое солнечные элементы изготавливают из чистого кремния. Из расплава этого материала забирается семя, из которого произрастает монокристалл. Полученный стержень делят на пластины толщиной до 0,4 мм. Образуются специальные ячейки, которых должно быть не менее 36 штук. Монокристаллические батареи пользуются популярностью, так как обладают высоким КПД – 19%.
  • поликристаллические элементы состоят из кремния, который получают при помощи химической реакции, происходящей в процессе медленного охлаждения кремниевого расплава. В отличие от монокристаллического способа получение солнечных элементов таким образом более экономично. КПД таких элементов составляет 10%.
  • аморфные элементы. Пленка из расплавленного кремния наносится на основу. Затем конструкцию покрывают дополнительной защитой. Такие элементы называют тонкопленочные солнечные батареи. Коэффициент полезного действия этой установки слишком мал, в сравнении с кристаллическими элементами. Но такой вид СБ самый дешевый.

Использование солнечных батарей рассматривается в качестве альтернативного способа получения электрического тока. Сегодня этому методу уделяется пристальное внимание потому что энергия солнца неиссякаема. Чтобы правильно рассчитать солнечные батареи для дома нужно учесть такие факторы, как средний объем электропотребления в доме, вид используемых батарей и т. д. Мощность СБ полностью зависит от размера и качества используемого фотоэлемента. Преимущество такого устройства в его полной безопасности для внешней среды.

Чтобы произвести расчет солнечных батарей для частного дома нужно вычислить все источники потребления электроэнергии, время их работы и общую мощность. Узнать эти данные можно из сопроводительной документации к технике. Суточное потребление электроэнергии холодильником составляет 1 000 Вт, телевизор 100 Вт в час, компьютер – 60 Вт в час. Для удобства расчета составляют таблицу. В нее вносят все приборы, потребляющие электроэнергию, их мощность, часы работы в сутки и месяц. Таблица поможет произвести более точный расчет.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: