Особенности установки солнечных батарей

Энергия солнца – возобновляемая, экологически чистая, бесплатная. По человеческим меркам, она абсолютно неисчерпаемая. Ее использование для освещения и обогрева домов, доказало свою эффективность и безопасность. На энергии Солнца работают крупные промышленные электростанции и мини системы. Монтаж комплекта солнечных панелей для частного дома не составляет большого труда.

Установка солнечных батарей на крышу дома

Применение

Гелиосистемы применяют для обеспечения электричеством предприятий, отелей, больничных комплексов, дачных поселков, деревень, которые расположены на значительном удалении от ЛЭП либо испытывающих частые перебои со светом. Устройства, работающие на фотоэлементах можно встретить на суднах и поездах.

Гелиосистемы могут выступать вспомогательным и самостоятельным прибором для производства энергии. Их можно подключать совместно с магистральной сетью, ветровым, твердотельным и жидкостным генератором. При одновременном подключении магистрального электричества и установки на фотоэлементах, в первую очередь расходуется ток от фотоэлементов. Если его недостаточно, система начинает отбирать электроэнергию из магистральной сети. Но если произойдет отключение магистрального электричества. Электроэнергия от гелиосистемы также перестанет поступать.

Кроме получения электроэнергии, естественный свет используют для обогрева зданий. В этом случае устанавливают солнечные коллекторы. Их мощностей хватает для нагрева воды до 200 С, а стоимость системы сравнима с ценой не самого качественного электрического водонагревателя, который потребляет огромное количество электричества, а нагревает от силы до 98-100 С. Преимущества коллекторов по сравнению с иными системами неоспорима:

  • работают на бесплатной энергии
  • экологически чистые
  • не требуют тщательного ухода
  • безопасные
  • мощные
  • сравнительно не дорогие

Где устанавливают солнечные батареи?

Лучше всего установку солнечных батарей производить на крыше дома или опорной наземной конструкции. Также существует вариант крепления модулей на фасад дома. Монтаж на фасад солнечных панелей возможен, если стены имеют достаточный запас прочности, т.е. необходимо правильно рассчитать несущую способность. При этом установка светоулавливающих солнечных панелей производится с той стороны, где на нее падает больше всего света. Для северного полушария, это обычно южная сторона. Все модули крепятся под углом к горизонтали. Универсальным считается величина угла в 45 градусов, оптимальным – значение, равное широте, в которой находится объект с корректировкой: +12 градусов зимой и -12 градусов летом. Необходимый угол наклона солнечной батареи можно узнать, воспользовавшись онлайн – калькулятором.

Наиболее эффективны гелиосистемы в южных регионах, где количество ясных дней максимально, но и в северных широтах они успешно применяются. Для получения равной выходной мощности на севере необходима установка большего количества батарей.

Выбор расположения солнечных батарей

Важным фактором является отсутствие затененности. При попадании тени на рабочую поверхность, ее КПД может значительно снижаться, а производительность монокристаллических модулей падает до нуля. Кроме того, затененные, подключенные модули могут прийти в негодность из-за блуждающих токов. Поэтому, при выборе места, где будут монтированы фотоэлементы, учитывают расположение соседних построек, их высоту и тени, которые сооружения отбрасывают в течение дня. Расположение деревьев также важно. Кроме теней, на элементы рабочей поверхности не должны падать плоды, ветки, листья и иные предметы. Это может вывести оборудование из строя.

Если вы решились на установку солнечных батарей, позаботьтесь о том, чтобы они располагались в доступном месте. При загрязнении рабочей поверхности, данные приборы перестают выполнять свою функцию. Чтобы они работали нормально, необходимо регулярно очищать от загрязнений и снега. Поэтому располагаться модули должны так, чтобы их можно легко очистить. Для этого применяют специальные средства и промывают из шланга, используя соответствующую насадку.

Можно ли установить солнечные батареи самостоятельно?

При наличии навыков по строительно-монтажным работам и элементарных знаний по подключению электроприборов, монтаж стандартных солнечных панелей не составит труда. Однако, если есть сомнения в своих силах, лучше обратиться к специалистам. У них есть все необходимое, включая страховочное оборудование для высотных работ (крыша дома, установка на фасад на большой высоте и т.д.)

Главное преимущество профессионального монтажа в том, что специалисты не только знают, как правильно установить солнечные батареи, но и в случае порчи оборудования, они будут переделывать работу за свой счет. Если самостоятельная установка солнечных батарей закончится повреждением оборудования, расходы уже никто не компенсирует.

Подготовка к монтажу гелиосистемы

Обычно монтаж солнечных батарей не сложен, но установка требует некоторой подготовки. Оснащение дома гелиосистемой начинается с создания проектной документации. Здесь есть два варианта.

1. Обратиться в компанию по продаже и установке гелиосистем, которая составит план того, как оптимально установить солнечную батарею и рассчитает необходимое количество модулей.

2. Сделать все необходимые расчеты и чертежи самостоятельно.

Последний вариант требует некоторых временных затрат, но экономит деньги.

1. Прежде всего, определяют место монтажа.

2. Если это крыша – измеряют угол наклона.

3. Проверяют отсутствие затененности в течение светового дня.

4. По справочнику находят среднегодовую и среднесезонную инсоляцию данного региона.

5. Определяют, сколько электричества в среднем необходимо получать от персональной электростанции.

6. Выбирают вид солнечной панели. Они бывают:

  • тонкопленочными;
  • на монокристаллах;
  • на поликристаллах.

7. Вычисляют необходимое количество модулей, исходя из мощности одного модуля. Если одна панель дает 0,5 В, для получения 18 В энергии, необходимо 36 штук.

8. Узнают несущую способность крыши или фасада и вес панелей. Последнее можно узнать в компании, где планируете закупать оборудование.

Установка солнечных батарей на крыше частного дома зависит от конструктивных особенностей крыши.

  • На крыше, угол наклона которой более 40 градусов, модули располагают на кронштейнах под углом, равным географической широте, в градусах.
  • На плоских крышах панели также фиксируют на кронштейнах, обеспечивающих наклонное положение рабочих поверхностей. Горизонтально их размещать нельзя. При таком расположении их будет постоянно засыпать снегом и пылью. В результате, система не будет вырабатывать электричество и может сломаться.
  • На кровле, с углом наклона 30 градусов, модули крепятся без кронштейна. Между панелью и крышей оставляется зазор для отвода тепла. Зазор получают, прикручивая панель на алюминиевый профиль.

Установка на земле подразумевает использование опор из нержавеющего профиля. При этом батареи должны располагаться не ниже, чем в полуметре от поверхности земли в регионах в относительно теплыми и малоснежными зимами и в метре – в районах с холодными зимами и обильными снегопадами. Опоры могут снабжаться поворотным механизмом, а сами панели — датчиками освещенности, благодаря чему они поворачиваются вслед за солнцем.

Параметры профиля (каркаса) зависят от веса панелей. Чем больше мощность, тем она больше и тяжелее. Для ориентировки:

  • фотоэлементы мощностью от 30 до 120 Вт требуют профиль 30х20 мм
  • элементы, выдающие мощность от 80 до 220 Вт нуждаются в профиле 35х35
  • при мощности от 160 до 220 Вт – 50х35 мм

Монтаж

Монтаж солнечных батарей на крышу начинают с сооружения каркаса. Для этого применяют алюминиевый профиль. Также можно купить готовые алюминиевые рамы либо каркасы.

Крепление панели к профилю

Если вы решили изготовить каркас самостоятельно, в раме из профиля просверлите отверстия под крепежные элементы. Внутреннюю поверхность уголка покройте силиконовым герметиком. Его наносят равномерно, без промежутков и значительных утолщений. Туда укладывают лист прозрачного поликарбоната, оргстекла или стекла с антибликовым покрытием, прижимают и прикрепляют к профилю метизами. Силикон должен полностью просохнуть. Непросохший состав оставит на листе из прозрачного материала разводы из-за испарения некоторых фракций. Такая конструкция обеспечивает высокую жесткость и надежное крепление модулей.

В качестве метизов используют специальные фиксаторы либо болты, которые крепят через отверстия в рамках панелей, просверленных на заводе. Если вы воспользуйтесь саморезами или просверлите рамки фотоэлементов самостоятельно, оборудование утратит заводскую гарантию.

Далее каркас закрепляют на крыше. Если кровля покрыта черепицей, в местах крепления каркаса черепицу сдвигают, прикручивают профиль, возвращают черепицу на место. На готовый каркас метизами прикручивают панели, каждую в четырех точках.

В стандартном проекте для сборки батареи используют 36 элементов. Размер готовой рамы 83,5Х69,0 см. Закрепляя, оставляют зазор в 3-5 мм. Это необходимо для сохранения целостности конструкции, поскольку под воздействие температурных перепадов происходит термическое расширение/сжатие каркаса.

Деревянный брус для изготовления рамы не используют ввиду недостаточной влагостойкости и долговечности.

Как подключить солнечную батарею?

Гелиосистема состоит из:

  • панелей на фотоэлементах
  • контроллера заряда
  • аккумуляторных батарей (1 или более)
  • инверторов
  • соединительной проводки

Разные производители поставляют оборудование в различной комплектации. Как правило, контроллеры, инверторы, аккумуляторы, а иногда и проводку приходится приобретать отдельно.

Схема подключения солнечных панелей следующая.

1. Медным кабелем соедините аккумулятор и контроллер (плюс с плюсом, минус с минусом).

2. Присоедините к контроллеру фотоэлемент (плюс с плюсом, минус с минусом). При подключении нескольких модулей, соберите цепь последовательную (увеличивается суммарное выходное напряжение), параллельную (увеличивается суммарную выходную мощность) либо смешанную (повышаются оба параметра).

Схема подключения последовательно соединенных солнечных батарей: «+» первой панели подключите к «-» второй, «+» второй к «-» третьей и т.д. Выводные провода будут от «+» первой и «-» последней панели.

При параллельном, соединяйте «+» первого элемента с «+» второго, «-» первого с «-» второго и т.д.

При смешанном, соберите группы из параллельно соединенных элементов, затем группы соедините последовательно. В группах должно быть равное количество модулей.

3. Соедините инвертор с аккумулятором (плюс с плюсом, минус с минусом).

Порядок подключения нарушать нельзя. Это может привести к поломке контроллера.

Последнее время стоимость гелиосистем снижается. Это дает хорошие надежды, что в скором будущем доля экологически чистой энергии значительно возрастет. Энергия Солнца уже играет весомую роль среди возобновляемых источников энергии и продолжает набирать популярность.