Солнечная электростанция на дом собственноручно

Нередко в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие других источников энергии. Время от времени даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электрическую станцию, чтоб местные обитатели могли воспользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в день, пока работает генератор, а повсевременно. Но это всё как-то далековато от нашей жизни, потому я решил на собственном примере показать и поведать, как устроена и как работает солнечная электрическая станция для личного дома. Расскажу обо всех шагах: от идеи до включения всех устройств, также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится большая, потому кто не любит много букв могут поглядеть ролик. Там я постарался поведать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Электронные солнечные батареи для дома открывают много способностей

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта мысль долгое время не давала спать ученым. С открытием параметров полупроводников это стало вероятным. В солнечных батареях употребляются кремниевые кристаллы. При попадании на их солнечного света в их появляется направленное движение электронов, которое именуется электронным током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем очень солидные по величине токи: одна панель площадью чуток больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Потому что освещенность изменяется зависимо от погоды, времени суток, впрямую подключать устройства к солнечным батареям не выходит. Нужна целая система. Не считая солнечных панелей требуется:

• Аккумулятор. В протяжении светового денька под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электронный ток для дома, дачи. Он не всегда употребляется в полном объеме, его избытки скапливаются в аккуме. Скопленная энергия расходуется непогожую погоду.
• Контролер. Не неотклонимая часть, но предпочтительная (при достаточном количестве средств). Выслеживает уровень заряда аккума, не допуская его лишнего разряда либо превышения уровня наибольшего заряда. Оба этих состояния гибельны для аккума, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккума. Также контролер обеспечивает лучший режим работы солнечных панелей.
• Преобразователь неизменного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на неизменный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома либо дачи, можно стать совсем независящим от официального поставщика. Но для этого нужно иметь огромное количество батарей, некое количество аккумов. Набор, который производит 1,5 кВт а день стоит около 1000$. Этого довольно для обеспечения потребностей дачи либо части электрического оборудования в доме. Набор солнечных батарей для производства 4 кВт в день стоит порядка 2200$, на 9 кВт в день — 6200$. Потому что солнечные батареи для дома — модульная система, можно приобрести установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, равномерно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоэлементы мысль использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более пользующейся популярностью. Тем паче, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, сразу, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают различных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некое количество фотоэлементов, которые размещены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью. Для бытового использования фотоэлементы создают на базе кремния, потому что он относительно недорог, и элементы на его базе имеют хороший КПД (порядка 20-24%). На базе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некое количество этих фотоэлементов электрически соединены меж собой (поочередно и/либо параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из крепкого стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно владеть определенными оптическими качествами — иметь наивысшую прозрачность, чтоб пропускать как можно больше лучей. Вообщем, из-за отражения пропадает существенное количество энергии, так что требования к качеству стекла высочайшие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на базе кремневых частей 3-х типов;

• Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют хороший КПД (порядка 24,7%), да и цена их несколько выше. Отличить можно, во-1-х, по однородному насыщенному голубому цвету, во-2-х, по скругленным краям фотоэлемента. Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей
• Поликристаллические. Несколько маленьких кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего ужаснее поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Практически это значит, что солнечная панель той же мощности будет занимать приблизительно на 20% больше площади.
• Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет собственной гибкости могут устанавливаться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают огромные площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг либо восток, очень очень мыслить о занимаемой площади не имеет смысла. Полностью могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят малость дешевле.

Как верно избрать систему солнечных батарей для дома

Есть всераспространенные заблуждения, которые принуждают вас растрачивать излишние средства на приобретение очень дорогого оборудования. Ниже приведем советы того, как верно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не издержать излишних средств.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что нужно приобрести

Далековато не все составляющие солнечной электростанции актуально нужны для работы. Без неких частей полностью возможно обойтись. Они служат для увеличения надежности, но без их система работоспособна. 1-ое, что стоит уяснить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-1-х, погода в это время хорошая, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-2-х, в это время обычно объявляют скидки. Дальше советы такие:

• Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Конкретно от такового напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные осветительные приборы и т.д. Техники, работающей от 24 либо 48 вольт намного меньше. Сможете поглядеть паспорта либо воспользуйтесь поиском.
• Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют очень много электроэнергии, ну и работают от 220 в. Поменяйте их на светодиодные. Для их неизменный ток в 12 В — это то, что нужно. «Полная» система электропитания от солнечных батарей смотрится так
• Не пытайтесь сходу приобрести систему большой мощности чтоб покрыть все вероятные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от неизменного напряжения. Если вас устроит система, позже можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (утраты на преобразовании приблизительно 30%). Другими словами ночкой, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. При этом выдает он далековато не безупречную синусоиду. В общем, все что может работать от неизменного напряжения, запитываем от аккумов впрямую.

Если пользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от неизменного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в еще более умеренную сумму чем самый дешевенький набор. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования бросить «на потом» либо вообщем обойтись без него.

Без чего возможно обойтись

Цена комплекта солнечных батарей на 1 кВт в день — более тыщи баксов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит оно того и каковой же будет срок окупаемости. При сегодняшних тарифах ожидать пока отобьются свои средства придется не один год. Но можно издержки уменьшить. Не за счет свойства, но за счет малозначительного понижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонент.

• Не покупайте гелиевые либо батареи глубочайшего разряда. Они не стоят собственных средств. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие собственный срок авто АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет. Если площадь не ограничена, можно приобрести солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах
• В принципе, возможно обойтись еще наименьшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит более 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задачка — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите авто часы, работающие от 12 В, которые также определяют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и фактически делают ту же функцию. А чтоб избежать перезаряда, купите излишний аккумулятор. Либо два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и прирастит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, возможно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше наибольшего заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите авто часы, которые еще определяют напряжение. Это освободит вас от необходимости пару раз в денек определять заряд на АКБ. Заместо этого вам нужно будет временами глядеть на показания часов. Для старта это все. В предстоящем можно докупать солнечные батареи для дома, наращивать количество АКБ. При желании, можно приобрести инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В добротных солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 частей, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество нормально. При наименьшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — наилучший из версияов.

Не стоит брать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-1-х, они очень огромные, что неловко при перевозке. Во-2-х, при аномально низких температурах, которые у нас временами случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах очень миниатюризируется в размерах. На огромных панелях из-за огромного натяжения она отслаивается либо даже рвется. Пропадает прозрачность, чертовски падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

2-ой фактор. На огромных по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь возрастает парусность и снеговые нагрузки. Но далековато не всегда это делают, потому что существенно увеличивается стоимость. Если вы видите сдвоенную панель, а стоимость на нее ниже, чем на две «обычных», лучше отыскиваете что-то другое.

Снова: наилучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это сбалансированный версия, испытанный практикой.

Технические свойства: на что направить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, также напряжение холостого хода и ток КЗ. При всем этом стоит учитывать, что все характеристики обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный денек на крыше батарея разогревается до температур, существенно превосходящих эту цифру. Это разъясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических черт солнечных батарей для дома

Также направьте внимание на напряжение холостого хода. В обычных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор либо другую присоединенную технику, не рассчитанную на схожий вольтаж. Поэтому при всех работах — переключении проводов, подключении/выключении аккумов и т.д. и т.п — 1-ое что вы должны изготовить — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Таковой порядок действий сохранит вам много нервишек (и средств).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют дюралевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет маленькую массу. Обычный корпус должен быть собран из профиля, в каком находятся, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в особый паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки обычного свойства.

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи направьте внимание на стекло. В обычных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же обязано иметь высококачественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это значит что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электронного подключения

Подключать солнечные батареи для дома нужно медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля находится в зависимости от расстояния меж модулем и АКБ:

• расстояние наименее 10 метров:
  • 1,5 мм² на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
  • на две батареи — 2,5 мм²;
  • три батареи — 4,0 мм²;
• расстояние больше 10 метров:
  • для подключения одной панели берем 2,5 мм²;
  • 2-ух — 4,0 мм²;
  • 3-х — 6,0 мм².

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут огромные утраты, а оно нам не нужно). При покупке проводов, направьте внимание на фактическое сечение, потому что сейчас заявленные размеры очень нередко не соответствуют реальным. Для проверки придется определять поперечник и считать сечение.

Солнечные батареи для дома: электронное подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумам все «плюсы» пропускаем через диоды либо диодные сборки с общим катодом. Это предутверждает возможность замыкания аккума (может вызвать возгорание) при замыкании либо обрыве проводов меж батареями и аккумом.

Диоды употребляют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на отыскали, можно снять со старенькых блоков питания индивидуальных компов. Там обычно стоят SBL3040 либо подобные. Пропускать через диоды лучше. Не забудьте что они очень нагреваются, так что монтировать их нужно на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе нужен блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-1-х, система так безопаснее. Во-2-х, при появлении заморочек, проще найти ее источник (по спаленному предохранителю).