Схема сборки солнечной электросистемы
Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.
В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.
Конец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение
Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.
При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств
Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора
Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.
Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает
Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность. Монтажные работы выполняют в несколько этапов:
Монтажные работы выполняют в несколько этапов:
- Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
- К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
- К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
- Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
- К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.
Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.
Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаечную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности
На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.
Энергия солнечных электростанций найдет применение в питании маломощных бытовых приборов и в зарядке аккумуляторов мобильной техники:
Галерея изображений
Фото из
Энергосберегающие светильники в интерьере
Уличное освещение на солнечных батареях
Обеспечение работы ж/к телевизора
Зарядка аккумуляторов мобильных устройств
Желающим соорудить солнечную батарею собственноручно поможет информация, приведенная в следующей статье.
Устройство солнечной батареи
Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.
Помимо солнечного модуля, в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи – контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы
Основными конструктивными элементами системы выступают:
- Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
- Аккумулятор – химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
- Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
- Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
- Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
- Комплект коннекторов стандарта МС4.
Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.
В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.
Нюансы крепежа
Каркасы под солнечные панели Перед началом работ необходимо рассчитать максимально допустимую для кровли нагрузку.
Для правильного размещения солнечных панелей при их монтаже нужно придерживаться перечисленных ниже принципов.
- Угол наклона панелей нужно выбирать не произвольно, а отталкиваясь от географических особенностей расположения дома. Как вычислить угол, написано выше в этой статье.
- Если угол кровли не соответствует тому, который был найден при расчетах, то можно установить модули на отдельных конструкциях во дворе.
- Эффективность панелей повышается, если их лицевые стороны направлены на юг.
- Зимой угол наклона батарей следует увеличивать на 14 градусов. Летом его нужно на столько же уменьшать.
Совет специалистов:
для возможности регулировки угла наклона модулей можно воспользоваться специальными каркасами. Они позволяют менять угол от 15 до 70 градусов. С помощью этих конструкций батареи можно установить даже на мягкой кровле.
Виды солнечных электростанций
В зависимости от потребностей объекта существуют различные типы солнечных электростанций (СЭС) и источников бесперебойного питания (ИБП). «Мосэнергосбыт» предлагает для установки следующие решения:
- сетевые СЭС;
- автономные СЭС;
- гибридные СЭС;
- системы резервного питания на базе АКБ с функцией ИБП (сетевые, без использования солнечной энергии).
Комплекты оборудования в каждом случае могут различаться и подбираются индивидуально в зависимости от потребностей заказчика. Наши специалисты обязательно проконсультируют вас перед покупкой и помогут подобрать наиболее выгодное предложение.
Виды кремниевых батарей
Наиболее популярными являются кремниевые батареи. Они отличаются долговечностью и качественной работой. Их различают два вида: монокристаллические и поликристаллические.
Виды пленочных батарей
Теперь рассмотрим виды солнечных батарей пленочного типа. Пленочная панель достаточно недавно появилась в сфере получения альтернативной солнечной энергии. На сегодняшний день они не пользуются большой популярностью, в том числе и из-за высокой стоимости, но имеют свои преимущества. Они бывают нескольких типов. Рассмотрим каждый из них: на основе теллурида кадмия и на основе Cigs.
Как выбрать и где приобрести преобразователи
Дешевле будет приобрести фотоэлементы на китайских интернет-площадках, хоть, конечно же, там зачатую продаются заводские детали, имеющие брак. Для старта и это неплохо, тем более, что цена у них ниже. А после того, как придет опыт в сборке батарей, можно брать более качественные детали с завода.
Некоторые продавцы продают преобразователи все скопом запаянные в воск, дабы во время транспортировки они не повредились, ведь кремниевые пластины хрупкие, как хрусталь. Очищение их от воска – весьма трудоёмкое занятие
Для начала необходимо погрузить их в горячую воду и после того, как воск расплавится, очень осторожно разделить их. После нужно опустить каждый фотоэлемент в мыльный раствор, а потом в чистую горячую воду
И так, пока воск не отстанет от пластин полностью. Потом нужно разложить их сушиться на махровом полотенце. В общем, это лишние хлопоты, так что лучше покупать пластины без воска.
На проверенных китайских площадках Ebay и Alibaba приобретать фотоэлементы для установки солнечных батарей своими руками надёжно. Для покупки нужно зарегистрироваться и вписать в поисковую строку нужный запрос. На экран выведется несколько предложений.
Выбирать нужно не только из тех соображений, что понравился именно этот товар – необходимо обязательно обращать внимание на отзывы и рейтинг продавца. Если нет желания переплатить за товар вдвое из-за платной доставки, нужно посмотреть, есть ли у выбранного товара опция «бесплатная доставка»
Если нет – это неподходящий вариант, так как это — чересчур затратное дело.
Деньги за товар нужно перечислить сразу. Продавцу они попадут только после подтверждения о получении товара покупателем. Платить можно прямо платежной картой или через промежуточные сервисы – всё зависит от степени доверия к таким торговым интернет-ресурсам. Возвратить товар тоже можно, но лучше сразу отовариваться у продавца с хорошей репутацией, дабы избежать тяжб по поводу возврата. Посылка может идти и месяц, и полтора – это уже во власти почты.
Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов
Смешанная схема резервного подключения. Они будут зависеть от габаритов самих панелей и их количества.
Теперь остается дело за малым.
При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей — тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром.
Если дом находится в тени других построек, то установка солнечных панелей целесообразна разве что только поликристаллических, и то эффективность будет снижена. Во всех случаях должны отсутствовать затемнения. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Все эти факторы нужно учитывать при выборе места установки и ставить панели по наиболее удобному варианту.
Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром. Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света.
При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм. Изменения напряжения в данном случае не будет.
Нередко используется и смешанная схема подключения. Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии — в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты крепятся через отверстия рамки , фиксаторы и пр. Закрепить его можно тонким слоем силиконового герметика, а вот эпоксидную смолу для этих целей лучше не использовать, так как снять стекло в случае необходимости проведения ремонтных работ и не повредить панели будет крайне сложно.
Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию.
Проект и нюансы
Перед установкой солнечных батарей для дома целесообразно учитывать место для монтажа
Также принимается во внимание тип и назначение панелей. Исходя из этих показателей выбираются параметры батарей, а также комплектующие детали
Чтобы пользоваться домашней электростанцией, которая будет выдавать напряжение в 220 В, подготовьте такие элементы:
- Фотоэлектрический преобразователь. Эта деталь необходима для генерирования электрической энергии из лучей солнца с помощью химреакции. Учитывайте мощность на 1 м2, производительность и вид. Общее число подбирается исходя из необходимого объема выработки.
- Батарея аккумулятора. Позволяет накапливать заряд электричества, который будет получен от батареи. Он станет подпитывать работу приборов по ночам. Лучше выбрать аккумуляторы, которые имеют небольшой запас. Так система будет продолжать функционировать даже в пасмурную погоду.
- Зарядный контроллер. Эта деталь необходима для перераспределения электрической энергии от батареек к аккумулятору. Как только уровень достигнет максимальной отметки, лишняя энергия направится во внешнюю сеть. Если не устанавливать такую систему, мощность электричества, которое поступает на аккумулятор к минимуму, будет снижаться.
- Инвертор. Он будет преобразовывать постоянное напряжение электричества, которое идет от фотоэлектрической детали, в переменное. Подойдет для сетей бытового назначения. Это позволит продавать электричество, которое выработалось с излишком.
- Провода для соединения. Будет передавать электрическую энергию во всей сети установки. Требования к проводам разные. Все зависит от того, в каком месте вы установите батареи. Если монтаж на улице, провода должны противостоять неблагоприятным факторам окружающей среды.
Плюсы и минусы отопления дома за счет солнца
В настоящее время, к сожалению, такие системы пока что еще не получили массового применения в жилищном строительстве и коммунальных сетях, в связи с тем, что получение электроэнергии от солнца пока обходится дороже, чем от традиционных электростанций, да и выработка электричества возможна только в светлое время суток и при хорошей погоде.
Тем не менее, у данной технологии есть немало плюсов. Преимуществом использования для отопления дома солнечной энергии является:
- высокая экологичность;
- самостоятельное регулирование температуры;
- автономность от коммунальных служб;
- длительный срок эксплуатации;
- нет необходимости платить за электроэнергию и постоянно заботиться о запасах топлива.
К недостаткам систем солнечных батарей следует отнести следующее:
- проблематичность использования в регионах с частыми атмосферными осадками и постоянной облачностью;
- необходимость больших свободных площадей для монтажа системы;
- высокая стоимость;
- низкий КПД при непогоде;
- необходимость приобретения дополнительного оборудования;
- длительная окупаемость.
Оптимальный угол наклона
Положение солнца в летний и зимней период отличается, поэтому специалисты советуют в теплое время устанавливать панели под углом 90 градусов для перпендикулярного попадания света, а в холодный период – под наклоном. Но если у вас нет возможности изменять положение солнечных панелей, тогда следует определиться со средним углом наклона. Для правильного угла установки солнечных панелей предалагаем выбрать крепления для солнечных панелей из каталога на нашем сайте.
Летом
Ниже представлена таблица, где отражены оптимальные значения угла наклона для каждого из месяцев в теплый период.
Месяц | Угол наклона, градусы |
Апрель | 45 |
Май | 18 |
Июнь | 18 |
Июль | 18 |
Август | 27 |
Сентябрь | 53 |
Конечно, очень сложно каждый месяц самостоятельно заниматься изменением угла наклона солнечной панели, но на основе периодических опытов специалисты зафиксировали, что если на все эти теплые месяцы установить батарею в наклоне 27 градусов, то она будет отдавать наибольшую суммарную производительность, чем под другими углами. Данное правило действует, если все 6 месяцев панель будет неподвижна.
Угол наклона солнечных батарей
Зимой
Для зимы также установлены свои показатели, которые оптимальны для размещения модулей в наклоне. Данные представлены в таблице.
Месяц | Угол наклона, градусы |
Октябрь | 53 |
Ноябрь | 90 |
Декабрь | 90 |
Январь | 90 |
Февраль | 53 |
Март | 53 |
Если вы установите панель с погрешностью в 5-10% или солнечные лучи будут менять свою траекторию с указанным значением отклонения, это особо не скажется на общей производительности и выработки энергии.
Согласно исследованиям, в зимний период оптимальной величиной стал угол 53 градуса. Если установить панель под таким наклоном на весь зимний период, то батарея будет вырабатывать наибольшую суммарную энергию, опять-таки, в случае если регулярно происходит очистка снега (при сильных осадках) и нет возможности каждый месяц менять угол наклона. Интенсивность и общая эффективность также зависят от значения солнечной радиации, высоты солнца и как быстро тает снег с панелей.
Фиксированный угол наклона в течение года
Теперь осталось определиться с углом наклона, если у вас нет возможности его изменять каждый месяц, и вы хотите установить солнечные панели на весь год.
Месяц | Угол наклона, градусы |
Октябрь | 53 |
Ноябрь | 90 |
Декабрь | 90 |
Январь | 90 |
Февраль | 53 |
Март | 53 |
Здесь оптимальным значением стал угол наклона 53 градуса, при котором были зафиксированы наивысшие показатели генерации энергии. Но, конечно, угол наклона панелей необходимо менять хотя бы 2 раза в год. Ориентировочными датами считаются дни весеннего и осеннего равноденствия. При этом, даже если вы будете соблюдать все правила размещения панелей, нужно понимать, что остается небольшой процент погрешности в расчете на погодные условия, местные особенности, а также частичное затемнение модулей, что не всегда возможно проконтролировать. Чтобы избавить себя от таких сложностей, лучше всего обеспечить солнечные батареи трекером. Он будет в автоматическом режиме с соблюдением всех требований (широты, региона, месяца) регулировать угол наклона. С его помощью достигается максимальная мощность, которой нельзя добиться при самостоятельном изменении положения панелей. Однако нужно помнить про высокую стоимость таких установок, которая будет оправдана только для больших объектов.
На что обратить внимание при установке
Расчет для подключения солнечных батарей (Нажмите для увеличения)Солнечные батареи не сильно привередливы, а потому их можно установить практически в любом месте вашей крыши, балкона или же прямо на участке загородного дома. Главное в подключении, это соблюдение двух правил, без которых потребление электроэнергии будет практически невозможным:
- угол наклона от горизонта;
- ориентация расположения.
Так, поверхность должна стоять лицом на юг, так как чем больше лучей попадет на батарею под 90 градусов, тем лучше будет работать устройства. Нельзя назвать точные координаты и принцип размещения ведь все это зависит от вашей местности, климата, продолжительности времени года и является абсолютно уникальным. Если вы житель Московского региона, то ваш угол наклона будет составлять 15-20 градусов летом, и от 60 до 70 градусов зимой. Для того, чтобы батареи приносили максимальный эффект, необходимо менять их расположение каждое лето и зиму.
Имейте ввиду: солнечные установки не должны контактировать с холодными температурами, а потому если вы хотите установить их прямо на участке, поднимите фотоэлементы на 50 сантиметров от уровня земли, это убережет их от снега и переохлаждения.
Как избежать распространенных ошибок
При сборке и монтаже обратите внимание на следующие нюансы:
- Не нужно осуществлять сборку на каркасе с задней стенкой из брусьев, так как дерево может разбухнуть и конструкция деформируется. Кроме того, брус очень утяжеляет её.
- Нельзя использовать в качестве крышки оргстекло, так как оно перегревается и за счёт этого контакты между панелями приходят в негодность, а сама система может разгерметизироваться.
- Соединительные клеммы – не лучший вариант объединения панелей друг с другом, так как в случае ремонта их невозможно будет разъединить — лучше пользоваться специально предназначенными для этого коннекторами.
Способы крепления
Стоит рассмотреть самые распространенные способы установки на земле и на кровле. Все варианты для земли подойдут и для плоской крыши, с тем отличием, что вначале нужно поставить кронштейны. Методов несколько, у каждого свои особенности:
- Деревянный каркас для наземного монтажа – самое простое решение. Для начала следует выбрать правильное направление, потом продумать способ крепления. Можно вкопать столбы в землю, а можно поставить фундаментные блоки и установить конструкцию на них. Использовать лучше бруски, предварительно обработанные защитным составом. Крепить панели проще с помощью алюминиевых уголков и резьбовой шпильки, эти элементы заодно служат заземлением. Образец показан на фото ниже.
- Каркас из дерева с направляющими из алюминия. За счет того, что крепление солнечных батарей производится с помощью специального крепежа работа упрощается, а качество повышается. Конструкция собирается так же, как описано выше, но со стороны установки панелей ставятся направляющие, на которых и располагаются коллекторы энергии.
Крепление солнечных батарей на деревянной конструкции.
- Металлическая конструкция. Для изготовления проще всего использовать трубы (как круглые, так и профилированные) или уголок. Каркас сваривают, чтобы он был прочным и не сломался под нагрузкой, с наружной стороны крепят кронштейны для направляющих. Этот тип хорош и тем, что каркас одновременно служит заземлением.
Металлический каркас для прочности стоит укрепить диагональными распорками.
- На крышах из классической или гибкой черепицы предварительно нужно установить кронштейны, которые заходят под кровельный материал. Они не нарушают целостность кровли. К кронштейнам крепятся направляющие из алюминия, затем производится монтаж солнечных батарей. Для этого используют специальные винтовые зажимы, по 4-6 штук на каждый элемент.
- Если на крыше металлочерепица или профнастил, следует использовать специальные крепления. Они прикручиваются через металл специальными винтами, место крепления закрывается шайбой с резиновым слоем, чтобы в отверстие не попадала вода. Дальше работа проводится как обычно – ставятся направляющие и прикрепляются панели.