Альтернативный источник энергии на базе солнечных батарей – отличный вариант для организации независимого энергоснабжения. Он обеспечит высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?
Для этого нужно лишь грамотно подобрать технические компоненты и произвести монтаж. Сделать это может каждый, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы расскажем, как сооружается производительная система, перерабатывающая «зеленую энергию» в электричество, необходимое для питания бытового оборудования.
Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.
Содержание статьи:
- Устройство солнечной батареи
- Где лучше установить панели?
- Варианты соединения гелиобатарей
- Схема сборки солнечной электросистемы
- Подключение разнонаправленных элементов
- Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети
- Выводы и полезное видео по теме
Устройство солнечной батареи
Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.
Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементах, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.
Галерея изображений
Фото из
Монтаж солнечной электростанции на крыше
Источник резервного электропитания
Установка солнечных батарей на крыше
Система из монокристаллических солнечных панелей
Аппаратура для работы частной гелиосистемы
Батарея аккумуляторов для солнечных панелей
Контроллер для функционала гелиобатарей
Инвертор в схеме с солнечными батареями
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.
Помимо солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи — контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы
В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.
Где лучше установить панели?
Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.
Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо же более модернизированные поворотные аналоги
Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:
- на крыше загородного коттеджа;
- на балконе многоквартирного дома;
- на прилегающей к дому территории.
Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.
В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.
Чтобы обеспечить максимальную производительность солнечных батарей, угол наклона устройств рекомендуется менять 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта
К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.
Галерея изображений
Фото из
Чаще всего комплекс солнечных панелей, объединенных в мини электростанцию, монтируют на крышах домов, гаражей, хозпостроек. Их располагают также на навесах, способных держать вес гелиоустановки
Расположение солнечных панелей на установках, способных двигаться вслед за перемещением солнца, существенно увеличивает КПД системы
Если солнечные батареи нужны лишь для зарядки мобильных устройств и в качестве вспомогательных источников энергии, возможна их установка на фасаде. Желательно выбрать наиболее освещаемую сторону и выбрать оптимальный угол наклона
Неплохой производительностью, хотя и меньшей, чем при расположении на скатах крыши, обладает система, зафиксированная на перила мансарды, террасы, веранды
Самое популярное место для установки солнечных батарей
Расположение на вращающихся подставках
Крепление солнечных батарей на фасаде
Солнечные батареи на ограждении мансарды
При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.
Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.
Некоторые «умельцы» с целью защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, но даже при видимой прозрачности стеклянная прослойка способна снизить КПД панелей на 30%
Существует несколько способов фиксации панелей:
- посредством задействования прижимных фиксаторов;
- путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.
Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.
Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.
Варианты соединения гелиобатарей
Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.
Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:
- параллельная;
- последовательная;
- смешанная.
Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.
При параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт
Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов. Принципы расчета количества приведены в рекомендуемой нами статье.
Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру.
Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.
При последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников
Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток.
При последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач
Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.
Галерея изображений
Фото из
Соединение ячеек солнечной батареи
Количество панелей в зависимости от потребностей
Последовательное соединение солнечных приборов
Прямое подключение к приборам освещения
Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.
Комбинируя разные типы соединений, не составит труда собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.
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:
- 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.
Подключение разнонаправленных элементов
Применяя последовательную схему монтажа солнечных батарей, чтобы не снизить эффективность работы устройств, все панели общей цепи следует размещать под одним углом и на одной плоскости.
Если же панели будут располагаться в различных плоскостях, это может привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее расположенных чуть дальше.
Это значит, что ближняя панель будет генерировать электричество, часть которого будет отходить для нагрева дальних панелей. И причина кроется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, для каждой панели лучше задействовать отдельный контроллер.
Основные требования при задействовании контроллера – мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние
Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают внутри между пластинами. Благодаря этому, выдавая максимальный показатель мощности, пластины не перегреваются.
Немаловажное значение имеет и падение напряжения в соединениях, а также самих проводах низковольтной части системы.
Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода, красным указывающая параметры, при которых возникает риск сильного пожароопасного нагрева
В качестве примера может служить тот факт, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока показателем 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может варьироваться в пределах от 0,1 до 0,3 В.
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.
Выводы и полезное видео по теме
Авторы видеоматериала, который предоставлен ниже, делятся личным опытом и разбирают нюансы монтажа гелиопанелей.
Видео #1. Пример сборки и монтажа системы заводского образца:
Видео #2. Как правильно установить панели:
Ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет. Но для начинающего мастера процесс может стать затруднительным. Поэтому при отсутствии опыта в расчетах и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, владеющему необходимыми знаниями.
Хотите рассказать, как собирали собственную солнечную электростанцию для дачи или загородного дома? Возможно, вам известны тонкости процесса, не описанные в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, делитесь мнением и фото по теме статьи.
Солнечные батареи сегодня являются одним из самых популярных альтернативных типов электроэнергии. Прикрепить к крыше дома или на заднем дворе несколько панелей гораздо проще, чем установить громоздкий и шумный ветряк (в последнем случае могут даже возникнуть проблемы с вашими соседями, которым не понравится установка, портящая вид и шумящая днем и ночью). Правильно установить солнечные батареи в доме своими руками несложно, достаточно знать правила установки.
На каких типах солнечных батарей лучше остановиться?
Солнечные батареи представляют собой фотоэлектронные элементы. Их эффективность напрямую зависит от того, сколько фотонов получит поверхность панели на протяжении дня. Элементы батареи представляют собой кремниевые панели и бывают двух видов:
- монокристаллические
- поликристаллические аморфные
В первом случае КПД панелей составляет 17-20 процентов. Монокристаллические панели не теряют эффективности с течением времени, однако при затемнении (слой снега, пыль, тень деревьев) могут вырабатывать меньше энергии или прекратить ее производство вовсе. Поликристаллические солнечные батареи менее прихотливы, однако их КПД составляет всего 10 процентов и может уменьшаться с течением времени.
Монокристаллические кремниевые панели – это более выгодное решение для использования в частных домах. Хотя они стоят дороже поликристаллических, это покупка на долгие годы.
Выбираем место установки и угол наклона панелей
Первое, что вам необходимо будет сделать, – правильно выбрать место для установки. Большинство людей считает, что идеальное место – это крыша дома. Но это не всегда так. Дело в том, что солнечные панели следует устанавливать под определенным углом. В зависимости от местности он будет меняться – значение легко вычислить, если узнать, на какой широте находится ваш город. Например, для Санкт-Петербурга показатель составит 60 градусов, для Москвы – 55.
Вот несколько основных принципов, соблюдение которых позволит своими руками правильно разместить солнечные батареи на участке:
- выбираем угол наклона в зависимости от географической широты города, необязательно точно подгонять их в зависимости от координат – достаточно округлить полученный угол до общих значений
- если у вас дом с более пологой или более крутой крышей, чем полученный угол, лучше разместить батареи на специальных кронштейнах или балках на земле
- поверхность батареи должна быть направлена на юг, это позволит добиться максимальной инсоляции, то есть, батареи будут работать более эффективно, при направлении солнечных батарей на восток или запад фотоны также будут попадать на поверхность, однако, количество их будет значительно меньше
- угол наклона панелей следует корректировать на 15 градусов зимой и летом, зимой – увеличить, а летом – уменьшить
Для более подробного изучения вопроса рекомендуется изучить видео по установке солнечных батарей своими руками.
Где и как лучше крепить солнечные батареи?
При креплении панелей на крышу дома не следует устанавливать их в непосредственной близости от поверхности кровельного материала. Причин несколько:
- усложняется обслуживание кровли – для того чтобы подобраться к листам материала, придется снимать панель
- увеличивается температура нагрева солнечных батарей – потери эффективности и так связаны с выделением тепловой энергии (на нее приходится 80-85 процентов эффективности батареи), при повышении температуры панели эти потери станут еще больше
- угол наклона крыши также может не полностью соответствовать необходимым параметрам, специальные крепления помогут скорректировать наклон до нужного угла
При установке на отдельно стоящих балках и штангах таких проблем не возникает. Батареи могут быстрее остывать, увеличивая эффективность производства электричества. Более того, вы не ограничены расположением своего дома, то есть можно выбрать самое подходящее открытое место на своем участке с максимальной инсоляцией и своими руками установить солнечные батареи под нужным углом и в нужном направлении. Более того, такие штанги и балки можно снабдить поворотными механизмами, которые позволят менять угол наклона. Подробнее о типах крепления батарей можно узнать в видео, которых в сети очень много.
Как рассчитать количество панелей?
Не менее важно при сборке солнечных батарей своими руками определить необходимое количество панелей. Для этого вам понадобится узнать следующие показатели:
- эффективность одной панели
- среднемесячное потребление электроэнергии у вас дома
- ежедневное потребление электроэнергии
- площадь одной панели
Типичные панели средних размеров вырабатывают около 120 Ватт в день. То есть, при потреблении, к примеру, 20 киловатт в день (это стандартная величина для обычного жилого дома), вам будет необходимо своими руками установить 40 панелей (плюс пять в запас на случай увеличения потребления). Они могут занять площадь до 50 квадратных метров.
Установка солнечных батарей своими руками – это не самая сложная задача. Главное, правильно выбрать место и направление установки, а также соблюсти некоторые требования монтажа. Для того чтобы не совершить ошибок, посмотрите в сети видео с мануалами по установке солнечных батарей своими руками и соблюдайте основные правила монтажа.
Как установить?
Солнечные батареи и тень
Вентиляция солнечных батарей
Крепление солнечных батарей
Подключение солнечных батарей
Как собрать небольшую солнечную электростанцию
Какие выбрать панели?
В настоящее время на российском рынке альтернативной энергетики чаще встречаются два типа солнечных батарей: монокристаллические и поликристаллические. Монокристаллические батареи отличаются большей эффективностью преобразования солнечной энергии в электрическую, чем поликристаллические батареи. При этом их стоимость также выше, чем стоимость поликристаллических батарей. Это обусловлено более сложным и дорогостоящим процессом производства.
Читайте также:
Разновидность солнечных батарей
Сравнение моно, поли и аморфных солнечных батарей
Методы производства солнечных элементов
Еще один немаловажный вопрос, который встает при выборе солнечных батарей — это производитель. Конечно, больше всего солнечных батарей производится в Китае. Есть также батареи европейского и российского производства. Китайские батареи, по большей части значительно дешевле своих европейских и российских аналогов, но при этом среди них чаще встречаются некачественные экземпляры. Несмотря на это, мы остановили свой выбор на солнечных батареях китайской компании Suoyang. Они зарекомендовали себя, как качественный продукт за достаточно приемлемую цену, в чем наши инженеры смогли убедиться лично, побывав на производстве Suoyang к Китае.
Если вы определились с типом солнечных батарей и их производителем, то теперь надо правильно рассчитать необходимую для ваших нужд мощность солнечных модулей. Здесь все подробно описано. Зная требуемую мощность солнечных батарей, легко определить необходимое их количество.
Как установить?
Начнем с выбора места. Солнечные батареи можно установить практически в любом месте на крыше загородного дома, на участке рядом с домом и даже на балконе многоквартирного дома. Главное, чтобы были соблюдены основные условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Это угол наклона относительно горизонта и ориентация.
Светопоглощающая поверхность солнечных батарей должна быть направлена на юг. Идеальные условия соблюдаются, если солнечные лучи падают на поверхность солнечной батареи под углом 90окак можно дольше. Подберите оптимальный угол наклона для вашего региона, с учетом времени года, в котором прогнозируется максимальное потребление электроэнергии. Для каждого региона оптимальный угол наклона определяется отдельно. Например, для московского региона оптимальный угол наклона в летний период 15o-20о, а в зимний период 60o-70o. Для максимально эффективного использования солнечных батарей рекомендуется минимум два раза в год менять угол наклона.
При последовательном подключении, во избежание снижения эффективности, все панели в цепочке должны располагаться на одной плоскости, под одним углом.
Если вы решили установить солнечные батареи не на крыше, а на участке около вашего дома, не забудьте приподнять их от поверхности земли минимум на 50 см (на случай, если зимой выпадет много снега).
Солнечные батареи и тень
Даже небольшая тень негативно сказывается на выработке электричества солнечными батареями. Поэтому массив солнечных батарей рекомендуется размещать в местах не подверженных затененью. На протяжении года, тень меняет свое положение, учтите это при установке. Старайтесь не закрывать солнечные панели дополнительным стеклом, это снижает КПД панели приблизительно на 30%, даже при видимой прозрачности стекла.
Рис. 1. Световое отражение
Вентиляция солнечных батарей
Не устанавливайте нижнюю сторону солнечных батарей вплотную, между панелью и установочной плоскостью должно быть расстояние для циркуляции воздуха. При должной вентиляции нижней поверхности солнечных батарей обеспечивается рассеивание излишнего тепла, которое негативно сказывается на эффективности панелей.
Крепление солнечных батарей
В целях выполнения надежного крепления, солнечные батареи должны быть закреплены, по крайней мере, в четырех точках. Алюминиевая рама крепления рассчитана на крепление по длинной стороне, не следует использовать для крепления короткую сторону.
Рис. 2. Крепление солнечных батарей
Существует несколько способов и крепления солнечных батарей, основные из них: при помощи прижимных фиксаторов и при помощи болтового соединения через отверстия на нижней части рамки. Для крепления используйте только специально предусмотренные отверстия в раме панели. Гарантия на солнечные батареи прекращается в случае сверления дополнительных; отверстий, а также внесения изменений в конструкцию. Для крепления солнечных батарей используйте прочный крепеж из коррозионностойких материалов.
Подключение солнечных батарей
Встроенные соединительные провода устойчивы к ультрафиолетовому излучению. Сечение провода составляет 4 мм2. Для герметичного подключения на концах проводов предусмотрены разъемы стандарта MC4.
Рис. 3. Разъемы стандарта МС4
Всегда перед подключением солнечных батарей в систему проверяйте правильность электромонтажа. Проверьте полярность и измерьте напряжение холостого хода массива солнечных батарей, если оно отличается от паспортного значения — есть неправильное соединение.
При подключении солнечных батарей не превышайте технические требования других устройств по максимальному напряжению и допустимому току. Придерживайтесь технических требований производителей инвертора и контроллера заряда.
Не вскрывайте распаячную коробку солнечной батареи. Панели имеют все необходимые провода и соединительные разъемы для подключения к системе.
Для подключения рекомендуется использовать только одножильные медные провода с сечением в зависимости от тока и длины провода, но не менее 4 мм2. Изоляция провода должна быть устойчива к ультрафиолетовому излучению. Если используется провод не устойчивый к ультрафиолетовому излучению, то обязательно прокладывайте его в гофре, предназначенной для наружной прокладки. Старайтесь, чтобы провода не попадали под прямые солнечные лучи. Для подключения солнечных батарей используйте только специальные коннекторы стандарта MC4. Соединение провода и коннектора осуществляется с помощью специального обжимного инструмента или пайки.
Как собрать небольшую солнечную электростанцию
Для того чтобы собрать небольшую солнечную электростанцию, вам понадобятся:
- Солнечная батарея;
- Контроллер заряда;
- Аккумулятор (желательно герметичный, если вы планируете установить его в помещении);
- Инвертор для преобразования электрического напряжения 12В в 220В;
- Предохранители для защиты от короткого замыкания (желательно);
- Комплект коннекторов МС4 для подключения солнечной батареи к контроллеру.
Ниже представлена схема небольшой солнечной электростанции:
Рис. 4. Схема солнечной электростанции
- Подключите аккумулятор к контроллеру в соответствующие разъемы, соблюдая полярность. Для подключения используйте провода с сечением соответствующим мощности контроллера.
- Подключите солнечную батарею к контроллеру в соответствующие разъемы, также соблюдая полярность. Для безопасного подключения используйте коннекторы MC4.
- К соответствующим разъемам контроллера подключите нагрузку 12В.
- Если есть необходимость преобразовывать электрическое напряжение 12В в 220В, подключите к аккумулятору инвертор, соблюдая полярность. Не подключайте инвертор напрямую к контроллеру!
- К выходу инвертора подключите электрические приборы 220В.
Соблюдайте последовательность подключения элементов солнечной электростанции, чтобы избежать поломки контроллера. Заземлите солнечную батарею и установите предохранители, на соединения между контроллером и аккумулятором, а также между аккумулятором и инвертором во избежание короткого замыкания.
Скачать инструкцию по установке солнечных панелей
Перейти к выбору:
Солнечные батареи работают в безветренную погоду и хмурые пасмурные дни. Важно грамотно осуществить установку. Об этом и поговорим в статье.
Из чего состоит электростанция?
- Солнечной панели. Преобразует солнце в электроток.
- Аккумулятора. Накапливает сгенерированную электроэнергию.
- Контроллера. Задача, которую он выполняет, — следить за изменениями АКБ. Кроме своей выполняет доп функции. Он может отключать другие части, обеспечивая их работу без повреждений. Если в дневное время на клеммах 14 Вольт, что означает перезаряд, прервет зарядку. Ночью, когда показатель предельно низкой отметки в 11 Вольт, мгновенно остановит электростанцию.
- Инвертора. Для преобразования постоянного электронапряжения в переменное 220В. Его используем для освещения и всей техники.
- Предохранителей. Они устанавливаются между всеми и препятствуют короткому замыканию.
- Комплекта коннекторов стандарта МС4
Где лучше установить?
Для установки больше подходят:
- крыши загородных домов;
- балконы многоквартирных зданий;
- либо прилегающая, хорошо освещаемая солнцем территория.
Светоотражающую поверхность располагайте на южной стороне здания или участка. Важна ориентация и наклон относительно горизонта.
Хороший вариант – свет падает под углом 90°С. Добиться этого возможно в случае, если подберете оптимальный угол. Но следует учитывать климатические условия региона. Для Москвы и области идеальный угол наклона летом зафиксирован в пределах 15-20°С, а зимой достигает 60-70°С.
Для максимальной производительности угол нужно менять до 4 раз в году. Рекомендуемые месяцы для такой перемены: март, апрель, август и октябрь.
Помните – нельзя устанавливать модули на землю. Целесообразно приподнять их от уровня земли не менее, чем на полметра. Во-первых, так они не подвернутся воздействию дождя и снега. Во-вторых, вы обеспечите хорошую циркуляцию воздуха.
Даже небольшая тень способна резко снизить производительность. Избегайте тех мест вашего участка, где есть хоть небольшое затемнение.
Не стоит для дополнительной защиты от влаги прикреплять лишнее стекло. Доказано что это снижает КПД до 30%.
Как можно закрепить?
Основных способов два:
- крепятся с помощью зажимных фиксаторов;
- соединяются болтами через сквозные отверстия, которые расположены в нижней части рамки такой системы.
Сама опорная конструкция из прочного материала (например, стали), которая не подвержена коррозии.
Помните, какой бы способ вы не выбрали, не вносите свои изменения в конструкцию, просверливать дополнительные отверстия, применять иные материалы, отличные от рекомендуемых.
Главная задача, которая стоит перед человеком, решившим оборудовать свой дом ВИЭ, обеспечить содержание в чистоте. Любая пыль, грязь способны снизить КПД фотоэлементов до 10%.
Какие соединения гелиобатарей?
Как правило, системы из нескольких панелей. Для эффективности они должны быть правильно соединены.
Итак, существует три варианта:
- параллельная;
- последовательная;
- смешанная.
При параллельном монтаже присоедините одноименные клеммы друг к другу. При этом элементы будут иметь 2 сообщающихся узла схождения проводников и их разветвления.
При таком «плюс» присоединяется к «плюсу», а «минус» к «минусу». Выходной в результате увеличивается, а напряжение равняется 12 В. Максимальный на выходе прямо пропорционален количеству элементов, которые подключены.
В ином случае «плюс» первой присоединяется к «минусу» второй. Оставшиеся далее присоединяются к контролеру, расположенному выше. Здесь созданы такие условия передачи, при которых возможна лишь единственная дорога для перехода электроэнергии от источника к потребителю.
При такой схеме электронапряжение увеличивается вдвое до 24 В. Такой энергии уже вполне хватит для портативной техники, электроприемников и светодиодных ламп.
Если нужно соединить несколько групп чаще всего применяют последовательно-параллельную или смешанную. Удобен такой способ и тем, что если что-либо выйдет из строя, другие связующие звенья продолжат работать.
При параллельно-последовательной достигает той отметки, которая достаточна для полноценной деятельности основных приборов и ламп освещения.
Комбинированная осуществляется следующим образом: устройства соединены параллельно, а в общую цепь все группы подключаются последовательно.
Вы можете самостоятельно собрать батарею. Достаточно лишь знать: число деталей, которые соединены между собой, должно быть таким, чтобы напряжение в рабочей цепи даже с учётом его падения превышало АКБ. При этом нагрузочному баку надо обеспечивать величину зарядного тока.
Последовательность сборки домашней электростанции:
Подключение осуществляется с помощью соединительных проводов, имеющих диаметр в 4 мм2 . Наиболее подходит для этих целей использование медного двужильного, так он наиболее устойчив к излучению ультрафиолета.
Если вы возьмёте другие виды, чья изоляция не столь устойчива к воздействию ультрафиолетового излучения, то инженеры рекомендуют производить их укладку в гофрорукаве.
Конец каждого соедините с разъемом стандарта МС4с помощью пайки или обжима, которые обеспечат герметичность всего соединения.
Независимо от того, какую схему вы выбрали, первоначально проверьте правильность электромонтажа.
Для долговременной работы всё правильно соедините.
Здесь есть несколько этапов:
- Аккум соединяем разъёмами. Следите за полярностью.
- Модуль присоединяем к контролеру. Также смотрим за полярностью.
- Подключаем к разъемам нагрузку 12 В.
- Для преобразования электрического тока в 220 В., подсоединяем инвертор. Его ни в коем случае нельзя подключать к контроллеру.
- К выходу подключаем бытовые электроприборы, работающие от 220 В.
Смонтировав, выполните измерение холостой работы и еще раз проверьте полярность.
Если показатели будут отличаться от заявленных в техническом паспорте – вы смонтировали неправильно.
Последний немаловажный этап – заземление.
Для минимизации вероятности замыкания в местах соединения устанавливаются предохранители.
Как подключить разнонаправленные элементы.
Если вы применяете последовательный монтаж, размещайте под одним углом наклона и на одной поверхности. Таким образом, обеспечивается большая эффективность.
Если расположить панели на разных плоскостях, тогда одна из них, расположенная ближе или лучше освещенная, станет мощнее другой. Что повлечет за собой то, что часть она будет отдавать на нагрев других, ведь ток течет по пути наименьшего сопротивления. И для того, чтобы сократить потери, для каждой следует использовать свой контроллер.
При установке разнонаправленных можно брать и отсекающие светодиоды. Они размещаются внутри пластин и препятствуют их перегреву. При этом пластины способны выдавать максимум мощности.
Также необходимо учитывать сечение используемых проводов и падение в системе. При несоответствии их значений, возрастает риск КЗ.
Как правильно совместить энергию и стационарные сети?
Следует помнить о том, что частному потребителю некуда отдать излишки электроэнергии. Поэтому есть риск возникновения перенапряжения сети.
Руководствуйтесь таким правилом: чем больше источников вы подключите, тем сложнее будет схема.
Оптимальной является такая, при которой напряжение от гелиополя сначала идёт к АК, а далее перенаправляется на нагрузку.
При таком монтаже принимается во внимание два вида: резервируемая и не резервируемая. К первому относят: электрокотел, холодильник, автономное освещение и др. Ко второму: бытовые приборы и технику, основной свет и др.
Чем выше мощность ваших аккумуляторов, тем дольше работают в автономном режиме, подключенные к ним электроприборы.
Конечно, необходимо обратиться в местные электросети для получения разрешения. С этим могут возникнуть трудности, так как централизованным электросетям невыгодно, чтобы ваш электрический счетчик вращался в обратную сторону.
