Места для установки
При выборе места расположения солнечных батарей стоит учесть несколько важных критериев. Только потом можно определить, где лучше всего расположить модули на участке, чтобы она давали наилучший эффект. Основные рекомендации таковы:
- Для северного полушария нужно ориентировать солнечные батареи в южную сторону, для южного – наоборот. Это идеальное положение, но если нет возможности расположить уклон строго на юг, подойдет юго-восток или юго-запад.
- Наклон также нужно подбирать в зависимости от региона. Самый простой вариант, который советуют специалисты – угол наклона должен быть примерно равен широте, на которой расположен дом. Например, Москва находится на 55 широте, но до такого угла поднять модули получается не всегда, поэтому берется максимально возможное значение.
- Ставить солнечные батареи можно только там, где нет тени. Если поверхность затененная, то эффективность работы будет низкой. Деревья и другие растения можно убрать, но если мешают строения, то решить проблему не получится.
- Выбирать вариант, который удобен в обслуживании. Сами батареи не нуждаются в особом уходе, но несколько раз за сезон поверхность нужно мыть. От пыли и загрязнений эффективность снижается. Также надо обеспечить доступ ко всем соединениям и модулям, их тоже надо периодически проверять.
- Учитывать допустимую нагрузку на крышу, если система будет располагаться там. Чаще всего проблем не возникает, так как батареи весят немного, но если стропильная система старая, а кровля не очень надежная, нужно или переделать ее, или укрепить.
Для установки выбирать скаты с южной стороны, которые не затеняются.
Есть несколько вариантов монтажа панелей, каждый из них имеет свои особенности. Лучше заранее продумать этот момент и оценить сложность реализации выбранной технологии. Используйте тот способ, который требует меньше усилий и затрат. Основные методы таковы:
- Установка солнечных панелей на скатной крыше дома или другой постройки. Самое распространенное решение, которое позволяет сэкономить место и снижает вероятность случайного повреждения. При этом электричество поступает сразу в здание, что повышает эффективность системы. Для всех видов кровли есть готовый крепеж, поэтому с монтажом проблем не возникнет.
Монтаж на крутых скатах сложнее, зато эффективность намного выше.
- Плоские крыши. Встречаются реже, но если нужно установить солнечные батареи на такой поверхности, чаще всего делается каркас, чтобы обеспечить хотя бы небольшой угол наклона. Это повысит эффективность системы и упростит ее обслуживание.
- Установка на стене – вариант, который используют редко из-за сложности монтажа и большой площади элементов. В этом случае надо предварительно сделать несущую систему, а на нее крепить солнечные батареи.
- При расположении модулей на земле обычно делается каркас с подходящим углом и они устанавливаются в несколько рядов. В таком случае можно сделать систему как неподвижной, так и поворотной, чтобы подстраиваться под солнце, это увеличит эффективность выработки электроэнергии.
Место для инвертора
Это оборудование преобразует постоянный ток от солнечных батарей в переменный, который используют все бытовые приборы. Подбирать его следует исходя их характеристик панелей. Все рассчитывается в проекте, поэтому надо купить вариант с нужными характеристиками. При выборе места стоит учесть следующее:
- Чем ближе преобразователь к источнику тока, тем меньше теряется энергии при передаче и тем эффективнее работает система. Поэтому по возможности его следует располагать как можно ближе к точке подключения.
- При установке панелей на крыше или стене дома без использования аккумуляторов лучше всего ставить инвертор на чердаке. Температура там подходит для оборудования, место лучше подготовить заранее, обеспечить хорошую вентиляцию, чтобы исключить перегрев летом.
- Обеспечить удобство обслуживания преобразователя. Не ставить его в местах с ограниченным доступом, так как время от времени нужно чистить корпус от пыли и проверять соединения. Чтобы постоянно не контролировать показания, лучше выбирать модели с беспроводным модулем, чтобы данные передавались в интернет и можно было смотреть их через смартфон или компьютер.
Многие модели инверторов можно крепить на стене.
Главное – не ставить оборудование слишком далеко и защитить его от неблагоприятных воздействий. Соблюдать рекомендации производителя по установке, чтобы исключить любые проблемы.
Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети
Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.
А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.
При совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подключается, тем сложнее становится схема
Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.
Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:
- не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
- резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.
Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.
Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.
Несмотря на то, что инверторы для солнечных батарей вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.
По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.
Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС
Подключение солнечных панелей представляет собой поэтапный процесс, который может быть выполнен в разном порядке. Обычно производят соединение модулей между собой, затем собирают комплект оборудования и аккумуляторы, после чего панели подключают к приборам. Это удобный и безопасный вариант, позволяющий проверить правильность соединения всех элементов перед подачей напряжения. Рассмотрим эти этапы внимательнее:
К аккумулятору
Разберемся, как подключить солнечную батарею к аккумулятору.
Поэтому между фотоэлектрическими элементами и батареями обязательно устанавливают контроллер, обеспечивающий штатный режим зарядки и отдачи энергии. Кроме того, на выходе контроллера обычно устанавливают инвертор, чтобы иметь возможность преобразования накопленной энергии в стандартное напряжение 220 В 50 Гц. Это наиболее удачная и эффективная схема, которая позволяет батареям отдавать или получать заряд в оптимальном режиме и не превышать свои возможности.
Перед тем, как подключить солнечную панель к аккумулятору, необходимо проверить параметры всех компонентов системы и убедиться в их соответствии. В противном случае результатом может стать потеря одного или нескольких приборов.
Иногда используется упрощенная схема подключения модулей без контроллера. Этот вариант применяется в условиях, когда ток от панелей заведомо не сможет создать перезаряд аккумуляторов. Обычно такой способ применяют:
- в регионах с коротким световым днем
- низким положением солнца над горизонтом
- маломощными солнечными панелями, не способными обеспечить избыточный заряд АКБ
При использовании этого метода необходимо обезопасить комплекс, установив защитный диод. Он ставится как можно ближе к аккумуляторам и защищает их от короткого замыкания. Панелям оно не страшно, но для АКБ это весьма опасно. Кроме того, при расплавлении проводов сможет начаться пожар, что создает опасность для всего дома и людей. Поэтому обеспечить надежную защиту — первоочередная задача владельца, решение которой должно быть выполнено до ввода комплекта в эксплуатацию.
К контроллеру
Второй способ часто используется владельцами частных или загородных домов для создания низковольтной осветительной сети. Они приобретают недорогой контроллер и подключают к нему солнечные панели. Устройство компактное, по размерам соотносимо с книгой средних размеров. Оно оснащено тремя парами контактов на лицевой панели. К первой паре контактов подключают солнечные модули, к другой — присоединяют АКБ, а к третей — освещение или другие низковольтные приборы потребления.
Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов. Это проверочный этап, он нужен для определения работоспособности контроллера. Если прибор верно определил величину заряда батарей, приступают к подключению.
К третьей паре контактов присоединяют низковольтные светильники или иные приборы потребления, питающиеся от 12 (24) В постоянного тока. Больше ни с чем соединять такой комплект нельзя. Если необходимо обеспечить питанием бытовую технику, надо собирать полнофункциональный комплект оборудования — частную СЭС.
К инвертору
Рассмотрим, как подключить солнечную панель к инвертору.
Сам процесс никакой сложности не составляет. В комплекте с инвертором идут два провода, обычно черного и красного цвета («-» и «+»). На одном конце каждого провода есть специальный штекер, на другом — зажим типа «крокодил» для присоединения к клеммам аккумулятора. Провода согласно цветовой индикации присоединяют к инвертору, затем подключают к аккумулятору.
Установка солнечных батарей – как монтировать?
- 1. Солнечные батареи следует размещать в наиболее освещенном месте, плоскостью строго на юг. Позаботьтесь о том, чтобы в процессе прохождения солнца по небосклону соседние здания, башни или деревья их не затеняли, не зависимо от времени года. Наиболее оптимальными местами для установки являются крыши и стены зданий. Можно устанавливать солнечные панели на специальных опорах непосредственно на земельном участке в качестве навесов над беседкой или автомобильной стоянкой.
2. Оптимальный угол наклона фотоэлектрических панелей (модулей), относительно горизонта, по идее должен меняться в зависимости от времени года и рассчитывается исходя из условий работы установки. Такое изменение угла наклона, для получения оптимума, дело весьма непростое. Поэтому для системы, работающей круглый год, данный угол наклона, относительно горизонта, можно принять равным географической широте местности, где размещается установка. Для солнечной электростанции работающей только в летний период (с апреля по октябрь) – угол наклона равен широте местности минус 15°, а для работающей только в зимний период – широте местности плюс 15°.
На месте установки солнечные модули размещаются так, чтобы их лицевая сторона была направлена на юг, но если плоскость крыши не позволяет этого, то допустимо отклонением на восток от южного направления более 15-20°, а на запад – не более 15-20°. Увеличение данных отклонений приводит к существенному понижению эффективности солнечных батарей.
3
В зимний период, выпавший на поверхность солнечных батарей снег снизит выработку электроэнергии до нуля, поэтому крайне важно обеспечить доступ к панелям для их очистки, либо установить солнечные модули под углом, близким к 70-90° для самоочистки
- 4. При установке большого числа солнечных батарей на плоской поверхности при помощи наклонных консолей в несколько рядов необходимо соблюсти расстояние между рядами во избежание затенения солнечных модулей друг другом. Расстояние между рядами следует принимать не менее 1,7 высоты ряда.
- 5. Устройство солнечной батареи позволяет осуществлять крепеж на любые поверхности и не требует обязательной покупки специализированных, не дешевых крепежных элементов. Но со специализированным крепежом установка и монтаж происходит быстрее. Алюминиевый профиль каждого модуля имеет отверстия для крепления и не ограничивает варианты поверхностей для установки.
- 6. Теперь посмотрим ситуацию с точки зрения максимального согласования источника энергии и нагрузки. В обычном жилом доме пик потребления приходится на утро и вечер, поэтому возможно разделить солнечный массив на две группы и развернуть их на юго-запад и юго-восток. Конечно, суммарная выработка системы снизится, появится дополнительный контроллер заряда, однако режим эксплуатации аккумуляторов станет более благоприятным. Ввиду того, что аккумуляторы являются единственной расходной частью электростанции, в долгосрочной перспективе, затраты на эксплуатацию системы будут значительно меньше.
- 7. Следует учесть «температурный коэффициент», который влияет на мощность фотоэлементов солнечных панелей (температура ФЭП при испытаниях принята равной +25°C). В зимнее время, например, мощность ФЭП может существенно возрасти из-за снижения температуры окружающего воздуха. При 0°C мощность может возрасти на 11%, при -40°C — на 30%. Оценить примерную степень увеличения мощности работы ФЭП зимой Вы сможете, изучив данные по среднемесячным температурам в Вашем регионе. Температурный коэффициент при расчётах можно принять равным -0.47% на каждый градус разницы между текущей температурой и номинальной температурой (+25°C). Если разница получается «отрицательная», то процент изменения мощности будет «положительным». То есть, при повышении температуры ФЭП, их мощность уменьшается. А при снижении температуры, мощность модулей увеличивается.
Из-за существенного влияния температуры ФЭП на эффективность их работы, не рекомендуется устанавливать панели вплотную к плоской поверхности
крыши или другой опорной плоскости. Рекомендуется оставлять вентиляционный зазор. Многие установщики пренебрегают данным правилом, в результате
чего ФЭП сильно перегреваются под воздействием прямых солнечных лучей в жаркие летние дни. Это приводит не только к снижению мощности работы ФЭП,
но и к сокращению срока их службы.
Рекомендации по установке солнечных батарей в своем доме
Основная задача в том, чтобы панели давали необходимую эффективность – это правильность монтажа и расположения на крыше, ведь от этого зависит срок окупаемости и рентабельность использования. Устанавливать их нужно согласно представленной ниже инструкции.
Существующие варианты крепления
Методов установки несколько, среди самых распространенных:
- На крыше индивидуального дома, если скат ее не более 40⁰. Зачастую монтируется специальная конструкция из профилей, желательно на кронштейнах, чтобы была возможность смены угла. Если скат крыши больше 30⁰ крепить можно прямо по кровельному материалу.
- Если крыша плоская или имеет минимальный угол, потребуется каркас из металла с наклонной поверхностью. В таком случае модули будут размещены под нужным углом.
- На стене. Подобный вариант практикуется редко. Чтобы элементы закрепить надежно, требуется создать рамную конструкцию, наклон согласно рекомендациям установки должен соблюдаться.
- На столбах (фермах). В данном случае монтаж производится на штанге, к которой крепится рама и сами панели. Практикуется этот метод в местностях, где часто идет снег и каждый день взбираться на крышу для очистки проблематично.
- На балконе/лоджии. Модуль вполне можно смонтировать для квартиры. В таком случае часть энергии будет компенсироваться в платежках. Оптимальный способ – на крыше балкона или с внешней стороны конструкции лоджии.
Этапы монтажных работ
Этапы работ зависят от типа выбранного монтажа, при этом важно соблюдать рекомендации по размещению солнечных батарей. Алгоритм при условии расположения на крыше:
- Монтаж профилей, которые будут объединять в одну систему все панели.
- Закрепление батарей с помощью болтов и их подсоединение.
Прежде чем реализовывать этот способ нужно убедиться, что кровля выдержит нагрузку профилей и панелей.
Если выбран вариант с расположением на наземных фермах, то этапы монтажа такие:
- Поиск необходимой по габаритам фермы. Удобнее всего использовать алюминиевые уголки, профиля и собрать самостоятельно.
- Сборка каркаса – это не будет сложной задачей, как конструктор для взрослых. Чаще всего их делают квадратной формы.
- Далее, нужно определить место для установки фермы, опять же с учетом рекомендаций.
- Закрепление конструкции в земле и последующий крепеж самих панелей.
Схема подключения
Схема подключения всей системы предельно простая, если иметь минимальные навыки работы с электроприборами. Панели между собой соединяются последовательно или параллельно в зависимости от нужного напряжения. При этом используется пайка элементов и тщательная их изоляция.
Что касается стандартной схемы, то она параллельная. Ее компоненты:
- Солнечные панели, собранные в одно целое, подключаются к системе управления уровнем заряда/разряда аккумуляторов.
- Последняя, в свою очередь, имеет подключения – АКБ и инвертор. В аккумуляторах происходит накопление энергии, когда система не потребляет энергию из батарей, происходит их зарядка.
- Далее, от системы управления идет провод к инвертору, который и выдает напряжение 220 В на приборы в доме.
- Если имеются приборы, потребление которых 12 В, то на них может идти подача тока прямо из батарей.
Важно! Прежде чем подключать, следует создать чертеж схемы, которую предстоит реализовать
Что нужно учесть
Правильно выбирайте место установки
Перед установкой нужно заранее просчитать несколько важных моментов, обеспечивающих комфортность и высокую производительность:
Если размещение всей системы предполагается на крыше дома, необходимо предусмотреть возможность доступа к батареям. Они нуждаются в периодическом обслуживании, поэтому спроектируйте площадку для безопасного перемещения.
Место расположения солнечных панелей не должно закрываться высокими деревьями, а также другими объектами, например, зданиями, отбрасывающими тень
Это важно, так как батареи просто теряют производительность при уменьшении потока фотонов, а некоторые виды совсем перестают функционировать. Если этого избежать невозможно, то рассмотрите возможность монтажа на отдельных фермах или поворотных креплениях.
Принципиально, чтобы все плоскости элементов смотрели строго на юг
Допускается отклонение на юго-запад или юго-восток максимум на 20º. Если скаты вашей крыши смотрят на запад и восток, тогда потребуется более громоздкая система или установка на отдельном участке.
В зависимости от широты, в которой вы проживаете, также нужно подбирать угол наклона. Отклонения от рекомендуемого не должны превышать 15º.
Монтаж солнечных батарей на крыше
Перед проведением монтажа своими руками необходимо тщательно подготовиться к работе, предусмотреть все нюансы, выбрать правильно место. Следует учесть, что солнечные батареи работают исключительно от солнечной энергии, соответственно, рядом с прибором не должно быть тени. Эксплуатация установки на теневой стороне возможна, но значительно снижается функциональность. Кроме того, длительное использование батарей в таком режиме может вывести их из строя.
Для попадания максимального количества энергии на фотоэлементы батареи их устанавливают по движению солнца (в месте, где максимально в течение дня лучи будут попадать на прибор).
При монтаже, транспортировке и дальнейшей установке оборудования также важно учитывать вес оборудования. Общая масса может достигать 700 кг
Проверяем комплект установки
Для бесперебойной работы оборудования комплектацию солнечных батарей пополняют дополнительными приборами. Перед проведением монтажных работ нужно убедиться, что в наборе присутствуют все составляющие. Как правило, в комплект входят:
- солнечные батареи;
- контроллер заряда;
- аккумуляторы для сбора энергии;
- инвертор (лучше приобретать с функцией записи и хранения информации);
- автомат постоянного тока;
- предохранитель;
- кабель для подключения всех элементов в одну систему.
Этапы монтажных работ
Итак, перед тем, как самостоятельно устанавливать панели на крыше жилого дома, Вы должны убедиться в следующем:
На основании всех этих моментов нужно первым делом самому правильно выбрать, где лучше установить систему на крыше дома. Сразу же следует отметить, что система должна находиться на южной стороне постройки, так как именно на эту область приходится максимальное количество солнечной энергии в световой день.
После того как Вы определитесь, где именно будут размещены панели (либо коллекторы), необходимо переходить к сборке рамной конструкции и установке ее на кровлю. Обязательно используйте только металлические уголки и профиля. Изготавливать каркас из бруса не рекомендуется, т.к. он быстрее потеряет свои прочностные свойства. Лучше всего использовать квадратный профиль 25*25 мм либо уголок, но на данном этапе все сугубо индивидуально – если Вы решили установить солнечную батарею большой площади, сечение профиля должно быть на порядок больше.
Полный обзор монтажных работ
Установка креплений на крыше
Отдельное внимание нужно уделить углу наклона панелей к плоскости горизонта, а иначе говоря – земной поверхности. Для каждого региона условия немного отличаются, но обычно весной рекомендуется выполнять установку солнечных батарей под углом 45 градусов, а ближе к осени 70-75
Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем
Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов
Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем. Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов.
Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что на плоской крыше или на земле не нужно выполнять горизонтальную установку панелей. В зимнее время Вам придется постоянно убирать снег с поверхностью, а иначе система не будет работать
Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу)
Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу)
Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха
Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу). Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха
Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома)
Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома
Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома). Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома.
Порядок монтажа системы электроснабжения участка на мачтах и стене Вы можете на данном видео:
Как правильно установить конструкцию на столбах
Крепление панелей на стене
Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками! Надеемся, что предоставленная инструкция с фотоотчетами и видеоуроками была для Вас интересной и полезной!
Также читают:
- Как меньше платить за свет легально
- Как выбрать солнечные батареи для дома
- Как сделать светодиодный прожектор своими руками
- Схемы подключения солнечных батарей
Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам
Автономные системы электроснабжения загородных объектов позволяют жить в комфорте даже вдалеке от централизованных коммуникаций. Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на использовании энергии солнца. Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.
Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.
