Все про солнечную электростанцию для дома: подключение, реальная выработка, подключение, особенности

В 2017 году я установил на участке одну солнечную батарею мощностью 260Вт для выработки электроэнергии. В июне выработка панели составила 34кВт электроэнергии, что в 4.5 раза превысило её нормативную мощность.

Далее я расскажу о том, как работает солнечная электростанция, из каких элементов состоит, кому подойдет и как её подключить. Кроме того, поделюсь реальной статистикой выработки одной панели.

Кому подойдет домашняя солнечная электростанция

1. Тем, у кого на участке нет электричества. Солнечные батареи смогут автономно обеспечивать объект электроэнергией. В качестве альтернативы также можно рассматривать ветряк (для которого должна быть соответствующая роза ветров) или дизельный генератор (который не очень удобен в эксплуатации и неэкономичен).
2. Также солнечную станцию можно рассматривать как инвестицию, чтобы на фоне постоянно растущих тарифов в будущем меньше платить за электроэнергию. К тому же срок службы батарей очень большой, а солнце светит всегда.
3. И последний вариант — всем, кто хочет заработать. В Украине существует закон о зеленом тарифе, согласно которому государство выкупает выработанную электроэнергию с помощью альтернативных источников энергии по особой цене.

Как устроена солнечная батарея

Солнечная батарея (или ФЭМ – фотоэлектрический модуль) работает за счет кремниевых элементов, которые преобразовывают световую энергию в электрическую (в отличие от солнечных коллекторов, которые работают за счет солнечного тепла).

Сзади у панели есть выход двух кабелей, которые подключатся на инвертор или аккумулятор, в зависимости от схемы использования (об этом далее подробнее).

Как подключить, если на участке нет электричества

Если участок не подключен к сети, то главная задача — накапливать электроэнергию, чтобы использовать её в будущем по мере необходимости.

Какое оборудование понадобится:

• Солнечные батареи.
• Аккумулятор для накопления заряда.
• Контролер заряда (чтобы контролировать ток заряда аккумулятора).
• Преобразователь в 220В. По умолчанию солнечная панель выдает 12В, 24В, тогда как большинство электроприборов подключаются к 220В. Если вы используете приборы, работающие от 12В, то преобразователь не понадобится.
• Оборудование для фиксации и крепежа самой батареи.

Самый простой вариант, «своими руками»

Самый примитивный, но рабочий вариант «для дачи»: солнечная батарея + аккумулятор, которые соединяются между собой клеммами. В таком виде станция уже готова к эксплуатации и её можно даже не ставить на крышу, а просто установить на землю. Электроэнергия будет накапливаться на аккумуляторе, от которого можно зарядить телефон, подключить освещение и т.д.

Такую станцию очень легко собрать своими руками. Достаточно просто купить аккумулятор (подойдет даже обычный автомобильный), солнечная батарея, провода и клеммы. Если вы приезжаете на дачу только по выходным, то станция может быть переносной, так как легко разбирается и прячется (или увозится с собой).

Более сложная реализация

Схема для повседневной эксплуатации и разводкой по розеткам. Солнечные батареи устанавливают на крышу (или отдельную металлическую конструкцию), а кабель от них прокладывают к аккумулятору, от которого электричество через преобразователь поступает на розетки.

По мере необходимости станцию легко масштабировать, подключая дополнительные батареи и аккумуляторы.

Как подключить, если на участке есть электричество

Если участок подключен к сети, то установка солнечной электростанции сделает дом более энергонезависимым, позволит сократить затраты на электроэнергию и даже заработать на этом благодаря зеленому тарифу.

В этой схеме подключения отсутствует аккумулятор, так как не нужно накапливать электроэнергию (но если вы хотите иметь резервный источник питания на случай выключения света, то аккумулятор необходим).

Для подключения такой станции нужна только солнечная батарея (или несколько), которая через сетевой инвертор подключается в розетку. В таком виде станция уже готова к работе. Батарея вырабатывает электричество и вы сразу же его потребляете для внутренних нужд: работы холодильника, освещения, чайника и т.п.

Например, выработка станции в сутки — 1кВт электроэнергии, а здание суммарно потребляет 5кВт. По факту из сети вы берёте лишь 4кВт. Но если станция вырабатывает в сутки 5кВт, а вы реально потребляете только 2кВт, то остаток (3кВт) сгорает. В этом случае можно подключить зеленый тариф и продавать разницу государству по более высокой цене, либо же поставить аккумулятор и накапливать избыток на него.

Сейчас существуют компании которые подключают зеленый тариф «под ключ». Начиная от подбора и установки станции, до заключения договора с ОБЛЭНЕРГО.

Реальная выработка солнечной электростанции для дома

Выработка зависит от мощности и угла наклона панелей, интенсивности солнца и продолжительности светового дня.

Между собой батареи отличаются площадью, что отражается на их мощности. Это может быть 10Вт, 100Вт, 150Вт, 260Вт и так далее. Однако реальная выработка панели обычно выше её номинальной мощности, так как необходимо учитывать коэффициент интенсивности солнца. В южных регионах солнце светит сильнее и дольше, а в северных слабее и меньше, поэтому одна и та же панель вырабатывает разное количество электроэнергии.

Пример из практики

Это график выработки электроэнергии одной панелью мощностью 260Вт за июнь 2018 года. Суммарная выработка станции за месяц — 34,89 кВт. Из расчета, что номинальная месячная мощность батареи — 7,8кВт (260Вт Х 30 дней), её фактическая мощность оказалась в 4.5 раза выше (поправочный коэффициент). Летом он больше, зимой – меньше или вообще отсутствует.

Из графика видно, что выработка непостоянна и присутствуют резкие спады – это пасмурные дни, когда световой день короче, а солнечная активность очень слабая. Худшая производительность была зафиксирована 17.06 — около 0.4кВт, а максимальная 25.06 — около 1.4кВт.

А вот так выглядит выработка солнечной батареи по часам в течение дня:

Выработка начинается ближе к 9 утра, достигает пика к 13:00, затем постепенно снижается и прекращается около 19:00. В течение дня есть небольшие провалы — когда солнце было закрыто облаками.Примерно с 13:00 до 15:00 выработка электроэнергии была нестабильна из-за облачности. Но и это не сильно сказалось на итоговой производительности станции — 1.32кВт.В течение дня было множество провалов, что и отразилось на итоговой выработке станции — 0.98кВт. А это пасмурный дождливый день, когда солнечная активность очень слабая и выработка в течение дня составила 0.45кВт.

Из этого можно сделать вывод, что целиком полагаться на солнечную электроэнергию сложно. Производительность станции сильно зависит от интенсивности солнца и даже летом она может быть непостоянна из-за пасмурной погоды.

Угол наклона солнечной батареи

Панель вырабатывает максимум электроэнергии тогда, когда солнечные лучи падают на неё под прямым углом. В этом случае лучи практически не отражаются и потери энергии минимальны. Но так как солнце в течения дня постоянно движется и меняет высоту, то поддерживать постоянным угол падения в 90° сложно.

Для этого существуют специальные механизмы, которые поворачивают панель вслед за солнцем в течение дня и изменяют угол её наклона, что дает максимально возможную выработку электроэнергии. Однако для домашней станции они нецелесообразным: при малой мощности станции дополнительные 5-15% электричества не покроют затраты на их установку.

Поэтому рекомендуется универсальное положение солнечной панели: для северного полушария направление на юг (которое охватывает максимальную траекторию движения солнца) и угол наклона в 30 ° на лето и 60 ° на зиму. Либо же средний вариант в 45 °, если панель работает круглый год.

Как рассчитать мощность электростанции на солнечных батареях

Оттолкнуться нужно от того, сколько электроэнергии вам нужно для нормального функционирования здания. Самый простой способ — выписать все эл. приборы, которые вы планируете использовать, время их работы и потребляемую мощность.

Пример:

• Холодильник: 100Вт – 24ч – 2400Вт
• Освещение: 100Вт – 5ч – 500Вт
• Чайник: 15мин – 1,5кВт – 0,03кВт
• Стиральная машина:
• Ноутбук:
• ...
• Итого: 3кВт

3кВт — это мощность, которую должна производить солнечная электростанция для нормальной жизнедеятельности здания. Т.е. понадобится 12 панелей мощностью по 260Вт. На практике их производительность будет выше (при коэффициенте солнечной активности 4.5 суточная выработка станции составит 14кВт), однако мы отталкиваемся от самого пессимистичного сценария, при котором каждый день — пасмурный. Также учитывайте: если вы не подключены к зеленому тарифу или не запасаете энергию на аккумулятор, то избыток будет сгорать.

Если вы устанавливаете солнечную электростанцию для заработка на зеленом тарифе, то начать можно с любой мощности и постепенно её наращивать.

Заключение

Солнечные электростанции для дома решают две основные задачи:

• могут обеспечивать электроэнергией участок, который не подключен к сети. В самом простом варианте вам понадобится только панель, аккумулятор и контролер заряда, которые уже способны генерировать электроэнергию. Также возможна более сложная реализация, когда станция генерирует электричество и через инвертор передает его в розетки. В этой схеме дополнительно необходим преобразователь из 12В в 220В.
• служить инвестицией и источником дохода. В Украине существует закон о зеленом тарифе, согласно которому государство готово покупать у населения электроэнергию, выработанную на альтернативных источников энергии, по более высокому тарифу. Другими словами: каждый может установить в доме солнечную электростанцию и продавать электроэнергию государству.

Производительность станции зависит от мощности панели и коэффициента интенсивности солнца. Для южных регионов, где солнце светит долго и интенсивно, выработка панелей может быть в 4.5 — 5 раз больше номинала. Зимой коэффициент практически отсутствует.

При пасмурных днях даже летом выработка сильно падает. Поэтому целиком полагаться на солнечную энергию не стоит (особенно если у вас автономное энергообеспечение объекта) и не лишним будет иметь резервный источник, например — дизельный генератор.

Все про солнечную электростанцию для дома: подключение, реальная выработка, подключение, особенности

Солнечная станция для частного дома: типы панелей, как правильно подобрать и смонтировать оборудование

С каждым годом солнечная энергетика пользуется все большей популярностью, что объясняется снижением стоимости используемых панелей, а также увеличением эффективности этой технологии. Солнечная станция, установленная на даче или крыше частного дома, будет иметь доступную стоимость, при этом выработанного электричества хватит для обеспечения всех нужд в энергии домовладельца.

Солнечные батареи представляют собой полупроводниковое устройство, способное преобразовывать излучение солнца в электрическую энергию. Основной задачей такой станции является бесперебойное, экономное и надежное электроснабжение дома. Устанавливать такие устройства можно не только в тех районах, где имеются проблемы с подачей электроэнергии, но и просто для снижения расходов домовладельца на оплату коммунальных услуг.

Если в прошлом эффективность солнечных панелей оставляла желать лучшего, а обеспечить электроэнергией дом можно было лишь выделив под установку батарей площадь в несколько соток, то сегодня с развитием технологии даже нескольких блоков-приемников будет достаточно для генерации необходимого количества электроэнергии.

Преимущества солнечных панелей:

• Бесшумная работа.
• Отсутствие подвижных частей.
• Экологически чистая выработка электричества.
• Минимальные временные затраты на обслуживание.
• Простота установки, возможность эффективного использования крыши дома.
• Длительный период эксплуатации.

Правильно подобрав систему, можно будет обеспечить дом электроэнергией, а отопление зимой будет работать от электрокотла, что полностью избавляет от необходимости подключения к газу или установки твердотопливного оборудования.

Однако и недостатки у этой технологии всё же имеются. К ним можно отнести следующее:

• Ночью выработка электроэнергии прекращается.
• Устройства чувствительны к загрязнению поверхности.
• Занимают часть или всю крышу.
• Высокая стоимость батареи и аккумулятора.
• Эффективность зависит от климатических условий.

В последние годы популярностью стали пользоваться солнечные батареи последнего поколения, которые сочетают доступную стоимость и эффективность. Они способны вырабатывать электроэнергию даже под снегом и в пасмурный день. С каждым годом стоимость таких станций для бытового использования неизменно уменьшается, возрастает их эффективность, что сказывается на популярности солнечной энергетики у обычных домовладельцев.

Принцип работы устройства

Принцип работы станции чрезвычайно прост. Используемые фотоэлектрические преобразователи, которые состоят из нескольких кремниевых пластин, отличаются своей проводимостью и могут за счёт воздействия на них света генерировать электроэнергию. Солнечный свет попадает на отрицательно заряженные панели, появляется разность потенциалов между двумя крайними пластинами, которые покрыты бором и фосфором, что и приводит к возникновению напряжения, которое передается в преобразователи и далее направляется в электросеть дома.

Батареи последнего поколения отличаются увеличенным размером фотопреобразователя, что позволяет им генерировать максимально возможный объем электроэнергии при небольшой площади самого приемника. Уровень инсоляции у таких систем будет неизменно высоким, что гарантирует максимально длительный срок службы и отличную эффективность даже в условиях низкой освещённости.

Разновидности батарей

Все эксплуатационные характеристики, в том числе способ установки, мощность, эффективность и способность вырабатывать электроэнергию под снегом и в пасмурные дни, будет напрямую зависеть от типа батарей. На сегодняшний день получили распространение три основных типа солнечных стаций:

• Аморфные.
• Монокристаллические.
• Поликристаллические.

Построенные на поликристаллических батареях солнечные системы отличаются низким КПД на уровне 18%, однако такие панели способны вырабатывать электроэнергию даже в пасмурную погоду. Батареи имеют характерный тёмно-синий цвет и неоднородную структуру кристаллов кремния. Большой популярностью поликристаллические солнечные батареи пользуются в регионах с дождливым и пасмурным климатом.

Монокристаллические преобразователи отличаются характерным чёрным цветом панелей, что объясняется использованием для их производства чистого кремния. У таких батарей имеется максимально высокий на сегодняшний день показатель КПД, который составляет 25%. Недостатком этой технологии является то, что выработка электроэнергии возможна в том случае, когда панели повернуты к солнцу. А вот в пасмурную погоду эффективность генерации электроэнергии существенно снижается.

Аморфные батареи пользовались популярностью в прошлом, однако сегодня эта технология практически не используется. Объясняется это тем, что эффективность у таких батарей составляет 15−20%, а буквально через год-полтора отмечается существенное ухудшение выработки электроэнергии. Максимальный срок службы аморфных станций составляет 2 года. Несмотря на доступную стоимость, рекомендуется воздержаться от покупки аморфных солнечных батарей, которые в скором времени потребуют новых финансовых вложений и существенных затрат у домовладельца.

Все используемые сегодня солнечные батареи оснащаются контроллерами, основное назначение которых — это перераспределение полученной энергии и направление ее к источнику употребления. Развитые установки могут дополнительно оснащаться аккумулятором, в котором хранится выработанная электроэнергия. В последующем в темное время суток, когда генерация стремится к нулю, батарея отвечает за бесперебойное энергоснабжение дома.

Солнечная энергетика для частных домов

Буквально несколько лет назад возможность полностью автономного энергоснабжения дома за счет солнечных батарей казалась нам чем-то из разряда фантастики. Однако сегодня технологии не стоят на месте, эффективность генерации электроэнергии неизменно увеличивается, стоимость оборудования снижается, что и позволяет многим домовладельцам при помощи таких батарей полностью решить проблемы с энергоснабжением частных домов.

Большой популярностью пользуются солнечные станции в странах Западной Европы, где стоимость киловатт-часа потребленной энергии чрезвычайно высока. Поэтому многие домовладельцы в целях экономии устанавливают у себя на крыше частного дома солнечные панели, которые полностью покрывают их потребности в электричестве.

Многим из нас сложно понять, какой мощности солнечную электростанцию необходимо использовать и в какую сумму обойдется установка такого оборудования. При выполнении расчетов необходимо исходить в первую очередь из общих показателей потребления электроэнергии частным домом. Так, для дачного домика, где используется лишь несколько электроприборов, работает небольшой холодильник и телевизор, будет достаточно солнечной батареи мощностью в 250 Вт. А вот для создания полноценной станции необходима мощность панели на уровне 1000 Вт и более.

Стоимость используемого оборудования напрямую будет зависеть от количества панелей, их суммарной емкости, используемого контроллера и наличия или отсутствия аккумулятора. Именно аккумулятор является самым дорогим элементом всей солнечной станции, при этом такие устройства часто выходят из строя, имеют небольшой ресурс и требуют замены каждые 3−4 года.

В странах Запада, где на законодательном уровне закреплена возможность домовладельца продавать электроэнергию государству, домовладелец может сбрасывать электричество в общую сеть, а в последующем отбирать его по такой же льготной цене из общей сети, соответственно использовать аккумуляторы не требуется. Это позволяет существенно снизить общую стоимость обустройства в частном доме полностью автономной станции генерирования электроэнергии, которая покрывает все потребности домовладельца в энергии.

В России также теоретически имеется возможность продажи сгенерированной солнечной панелью электроэнергии в общую сеть, однако стоимость, по которой приобретает электроэнергию государство, не слишком высока. В последующем отбирать нужное нам напряжение из общей электросети мы вынуждены будем по цене, в несколько раз превышающей стоимость, по которой ее покупает у нас государство. Соответственно, для решения этой проблемы необходимо всё же устанавливать аккумуляторы, которые будут хранить сгенерированную энергию.

Простейшие установки солнечных станций, которые имеют батареи и контроллер, предназначающиеся для электроснабжения дачных домиков, будут иметь стоимость порядка 60−80 тысяч рублей. А вот для обеспечения электроэнергией частного дома площадью 200−300 квадратных метров, где проживают круглый год, потребуется мощность станции в тысячу Ватт и более. Такая система в обязательном порядке оснащается аккумулятором, что приводит к существенному увеличению стоимости оборудования. В среднем приобрести качественную солнечную станцию, построенную на надежных компонентах, обойдется в сумму в 400−600 тысяч рублей и более.

Окупаются ли инвестиции

Многие из нас задумываются, окупаются ли затраты на обустройство на даче или в частном доме солнечной станции. Современные установки, которые построены на батареях последнего поколения, позволяют с минимальными затратами генерировать электроэнергию, при этом они отличаются долговечностью и способны окупиться за 5−6 лет активного использования.

При необходимости использования солнечных станций с аккумулятором стоимость такого оборудования существенно увеличивается, соответственно сроки окупаемости инвестиций могут достигать 12−15 лет. В процессе эксплуатации оборудования неизменно потребуется выполнять замену аккумуляторов и обслуживать панели, что и станет залогом беспроблемной и долговечной эксплуатации техники.

Сегодня в продаже можно найти солнечные батареи и всё необходимое оборудование для них от западноевропейских и китайских производителей. За последние годы китайские фирмы существенно подтянули свое качество, при этом традиционно стоимость таких станций находится на доступном уровне. Приобретая батареи от китайских производителей, можно не только уменьшить свои затраты, но и в последующем решить проблемы с энергоснабжением дома, обеспечив полную автономность и отсутствие необходимости в подключении дома к различным инженерным коммуникациям.

Солнечная электростанция для дома — это перспективная технология, которая уже сегодня пользуется отличной популярностью у дачников и владельцев частных домов. Установив у себя на крыше дома солнечную станцию, можно полностью решить проблемы с энергоснабжением, а стоимость такого оборудования будет не слишком высока. Нужно лишь правильно подобрать мощность панелей, грамотно их установить, подключив в сеть через контроллер и соответствующий аккумулятор.

Солнечные электростанции для дома. Виды и устройство. Как выбрать

Альтернативные источники электрической энергии с каждым днем становятся все популярнее. Владельцев частных домов не привлекает высокая цена одного киловатта электричества. Одним из таких альтернативных источников являются солнечные электростанции для дома. Стоимость оборудования такой электростанции довольно высока, а сложность подбора и установки требует профессионального подхода.

Разобравшись с принципом работы, и подобрав подходящие составляющие элементы станции, можно самостоятельно установить все оборудование. Конечно, для этого необходимо обладать определенными навыками установки электрических устройств. При их отсутствии можно обратиться к профессионалам, но это обойдется дороже.

Общее устройство

Структурная схема электростанции состоит из следующих необходимых элементов, которые можно купить в торговых точках:

• Солнечные панели. Их число и размеры зависят от проектируемой мощности этой электростанции, а также от солнечной активности, характерной для данного географического региона. Такой солнечный модуль можно сделать самостоятельно, собрав его из кремниевых светочувствительных элементов.
• Комплект аккумуляторных батарей требуется для обеспечения потребителей дома электрической энергией во время пасмурной погоды, в темное время суток, а также в аварийных случаях или при перегруженности системы и снижении напряжения ниже границы надежного функционирования бытовых электрических устройств.
• Инвертор выполняет преобразование постоянного напряжения, поступающего от солнечных элементов, в переменное напряжение, необходимое для эксплуатации бытовых приборов и устройств.
• Контроллер обеспечивает необходимый уровень заряда батарей.

Получение бесплатной электрической энергии от солнечной электростанции связано со значительными затратами на покупку составляющих ее элементов. При правильной установке и бережной эксплуатации солнечная электростанция быстро окупается. Об этом свидетельствуют многочисленные отзывы владельцев этого оборудования. В среднем срок эксплуатации солнечных панелей составляет 50 лет, батарей аккумуляторов не более 10 лет, в зависимости от марки и типа батарей, а также от режима работы.

Устанавливая солнечные электростанции для дома, необходимо наличие небольшого помещения для установки в нем батарей аккумуляторов, инвертора и распределительного щита с коммутационными и защитными устройствами.

Классификация

Солнечные электростанции делятся по принципу работы и конструктивным особенностям. Рассмотрим основные разновидности таких систем.

Башенные

Это название электростанция получила из-за центральной башни, находящейся в центре зеркал с большой площадью.

В светлое время суток система управления регулирует расположение зеркал к солнцу таким образом, чтобы угол отражения света соответствовал попаданию солнечных лучей на котел, закрепленный на верхней части башни. В яркий солнечный день температура внутри котла может достигать 700 градусов. Вода, играющая роль теплоносителя, при такой температуре переходит в парообразное состояние.

С помощью специальных насосов водяной пар подается на турбину, приводящую в действие генератор электрической энергии. Такая схема работы позволяет достичь КПД 20%. Она может использоваться для генерирования электрической энергии жилых домов и небольших промышленных объектов.

Тарельчатые

Принцип действия тарельчатых солнечных электростанций аналогичен башенным системам с небольшими отличиями. В них применяется модульная система, включающая модули из отдельно собранных отражателей в форме тарелки и приемника лучей солнца. Зеркало имеет диаметр, достигающий двух метров. Отдельные группы модулей могут быть объединены в одну электрическую сеть.

Такие электростанции изготавливают в мобильном или стационарном исполнении. Мобильные станции удобны для использования их в поисковых экспедициях, проводящих работы в районах с большим числом солнечных дней.

Панельные солнечные электростанции для дома

Их устройство состоит из отдельных фотоэлектрических полупроводниковых преобразователей, выполненных на монтажных платах. При группировании их в одну сеть можно изготовить источник электрического тока мощностью в десятки мегаватт. Такие солнечные панели можно устанавливать в различных местах: на воде, на крыше автомобиля, на здании дома и даже в космосе.

Они удобны для решения бытовых задач по полному обеспечению электрической энергией собственного дома. Солнечные панели преобразуют солнечные лучи в постоянный ток, поступающий в батареи аккумуляторов. Непосредственно от панелей, минуя аккумуляторы, могут работать только маломощные электрические устройства, например, калькулятор или часы.

Контроллер следит за процессом зарядки аккумуляторов, не позволяя им перезарядиться или полностью разрядиться. Такой контроллер можно заменить силовым диодом. Это значительно уменьшит стоимость конструкции. Но для этого хозяину дома нужно будет постоянно следить за процессом заряда батарей самостоятельно.

Аккумуляторные батареи предназначены для основного питания электричеством всего дома и бытовых устройств. Но основная часть бытовых потребителей электроэнергии способна функционировать от переменного напряжения 220 вольт. Для преобразования постоянного тока батарей аккумуляторов в переменный ток, служат инверторы. Они необходимы для подачи питания к мощным бытовым устройствам: пылесосам, стиральным машинам, холодильникам и т.д.

Напрямую от аккумуляторов можно подключать только устройства, снабженные блоками питания на низкое напряжение: 24 или 12 вольт. Такими потребителями могут быть зарядные устройства, радиоэлектронные устройства, компьютеры.

Виды солнечных панельных электростанций

Солнечные электростанции для дома наиболее удобны в панельном исполнении. Они делятся на виды по следующим признакам:

• Автономные солнечные электростанции для дома (Рис-1). Их конструкция состоит из солнечных панелей и накопительных батарей аккумуляторов. Это дает возможность создания абсолютно независимых систем снабжения электрической энергией от внешних источников.Значительным недостатком автономных станций является высокая стоимость оборудования, так как основную часть стоимости составляют накопители (аккумуляторы) электроэнергии, стоимость которых высока.
• Сетевые. Эти солнечные электростанции для дома не имеют в составе дорогих аккумуляторных батарей. Они используются для работы в стационарных электрических сетях. Накопленная солнечная энергия поступает для работы различных потребителей. При излишках электричества, часть его передается в общую сеть, а при нехватке – забирается из сети недостающая часть.При этом общая электрическая сеть играет роль накопителя электроэнергии. Недостатком такой системы является зависимость от работы стационарной сети и наличия в ней электроэнергии. Сетевые электростанции используют для питания небольших домов с мощностью потребления около 10 киловатт.

• Гибридные. В таких электростанциях сочетаются две рассмотренные выше схемы. Это позволяет уменьшить полную стоимость станции и компенсировать аварийные ситуации, например, при повреждении стационарной сети или при больших токовых перегрузках.

Параболические концентраторы

Такие солнечные электростанции для дома изготавливаются в виде цилиндрического отражателя, изогнутого по параболе. Отражатель концентрирует солнечные лучи в определенном фокусе.

Вдоль концентратора проложена труба с теплоносителем, который состоит из технического масла. Теплоноситель нагревается, тем самым нагревает воду, от чего вода превращается в пар. Далее энергия преобразовывается в парогенераторе.

Как выбирать солнечные электростанции для дома

• Определить величину наибольшей расходуемой энергии бытовыми устройствами, работающими одновременно с учетом добавки на мощность запуска. По этому параметру подбирается тип солнечных панелей электрической станции
• Рассчитать наибольшую суточную нагрузку расхода электроэнергии в киловаттах в час.
• При подборе готовых комплектов электростанций необходимо учесть время работы оборудования: сезонно или круглый год.
• Заблаговременно необходимо определить среднемесячную и среднегодовую активность солнца, получив консультацию в метеослужбе.
• При подборе накопительных батарей следует обратить внимание на низшую границу саморазряда. Батареи должны сохранять заряд не менее четырех дней. Оптимальным вариантом являются аккумуляторы марки GEL. Они неприхотливы для тяжелых условий работы, не подвержены негативным факторам внешней среды, в отличие от других марок.
• Подбор преобразователя энергии (инвертора) зависит от числа устройств с повышенным пусковым током. Если таких устройств много, то нужно выбрать синусоидальный преобразователь. Его мощность должна быть выше пусковой мощности подключаемого устройства. Если обычная мощность равна 600 ватт, то пусковая мощность будет около 2 киловатт. При этом следует выбрать инвертор с пусковой мощностью выше 2 киловатт.
• Для качественного выбора контроллера следует разделить мощность солнечных панелей на напряжение батарей аккумуляторов. При этом мы определим наибольший показатель рабочего тока заряда, который способен выдержать контроллер.

Солнечная электростанция для дома своими руками - Лучшее отопление

В этом мастер-классе я покажу вам как сделать полностью автономную систему электропитания гаража. Хотя в гараже имеется стационарная электрическая сеть, но я решил от неё отказаться, так как слишком большие перебои в её работе… Часто света по долгу нет.

Одним из главных плюсов солнечной электростанции является её полная автономность и независимость. Учитывая то что я не целые сутки нахожусь в гараже, то мощности моей системы хватает с головой для всех нужд.

Я использовал мощную солнечную батарею мощность 100Вт, поэтому аккумулятор способен заряжаться даже в пасмурную погоду. Конечно, хватило бы солнечной панели и на 10Вт, но я решил взять с запасом, на случай если вдруг придется увеличивать мощность всей системы.

Что же обеспечивает солнечная система?

• — Светодиодный свет в гараже. Учитывая потребляемый ток светодиодными лентами (не более 2 А) время непрерывного свечения будет где-то 25 часов, что в два раза больше чем нужно, учитывая среднюю продолжительность ночи 12 часов.

Я привожу список со ссылками на магазин:

Панель солнечных 100 Вт готовая, можно конечно собрать самому, но я купил – aliexpress

Аккумуляторная батарея 12 В 100 АЧ – в ближайшем автомагазине.

Клеммы для аккумулятора — aliexpress

Схема солнечной электростанции

Солнечная панель и аккумулятор подключены к контроллеру. Контроллер управлять зарядкой аккумулятора, дает оптимальный ток и не дает полностью разряжаться. Светодиодные ленты и инверторы подключены на выход контроллера.

Чтобы сделать автоматическое включение света я использовал геркон. Так как светодиодные ленты потребляют ток около 2-х ампер, то их нельзя коммутировать герконом, нужно будет добавить реле, которое возьмет всю нагрузку на себя.

Со схемой, думаю, вопросов не возникнет.

Пару слов о монтаже

Вся система сортирована по стандарту. Провода упакованы трубы, соединители в распределительные коробки.

На фото видно, как крепиться герконовый датчик с подвижным магнитом на самих воротах.

Светодиодные ленты просто натянуты и крепиться в специальных клипсах.

Отдельно хотеться рассказать про установку солнечной панели. В крыше сверлиться отверстие, в который вставляется кусок трубы. Чтобы исключить любое затекание воды, кусок торчит из крыши сверху на небольшом расстоянии. Герметизируем и обмазываем его жидким битумам или гудроном. Подключаем панель, пропускаем провода через эту трубку. Кладём панель горизонтально и промазываем края так же жидким битумом. Всё получилось герметично. Крыша имеет не большой уклон, и вода в любом случае будет скатываться с неё.

Ещё раз скажу, что система полностью автономна и в обслуживании не нуждается. Если только необходимо периодически проверять аккумуляторную батарею.

Итог после нескольких недель эксплуатации

Солнечная электростанция себя отлично зарекомендовала. Её можно сделать для дачи, сарая и др. В общем туда, где нет подвода электричества. Вы можете сами сделать электростанцию на любую мощность и больше ни от кого не зависеть.

Установить на крыше солнечные фотоэлементы, которые за день зарядят аккумуляторы, а вечером пользоваться дармовой энергией — это путь к полной независимости от государственного электроснабжения, цен на газ и так далее.

Простейшая схема солнечной станции

Преимуществ у домашней солнечной электростанции предостаточно:

1. Простота установки и подключения. Не надо строить высокую башню, как для ветровой электростанции, бетонировать фундамент.
2. Для строительства не нужны большие площади. Многие укладывают светоактивные листы на крышу частного дома.
3. Простой и нематериалозатратный монтаж сильно сокращает денежные расходы.
4. Возможно, по мере накопления средств, добавлять к имеющимся панелям новые, увеличивая мощность установки в целом, чего нельзя сделать для ветровой станции.
5. Отсутствуют вращающиеся части, которые нужно смазывать, подтягивать. Профилактический осмотр солнечных элементов специалисты рекомендуют проводить раз в 1–2 года.
6. Может эксплуатироваться без капитального ремонта до 25 лет.
7. Все компоненты электроустановки подвозятся к месту установки в собранном виде.
8. Солнечные станции бесшумны, безопасны для людей, не мешают птицам. Они самые экологически безопасные среди зелёных технологий.

1. Ограничено применение в некоторых регионах количеством солнечных дней.
2. Имеют низкий КПД и слабую мощность, особенно в хмурые зимние дни, по сравнению с другими источниками энергии.

Черные фотоэлектрические панели, photovoltaic PV-элементы, те, которые в диковинку видеть на крышах российских домов, сплошь покрывают любые строения в Японии. А японцы очень практичны и не будут городить то, от чего мало проку. Главная задача — правильно выбрать тип солнечного элемента.

В продаже представлены четыре типа фотоэлектрических элементов:

• Монокристаллические делают из отполированного листа кремния. Примерно 1 кВт энергии от таких изделий можно получить с площади 7 квадратных метров.
• Поликристаллические кремниевые менее производительные, чем первые. Чтобы получить 1 кВт уже потребуется занять площадь более 8 кв. метров.
• Аморфные наиболее экономичны при изготовлении: аморфный кремний наносится тонким слоем на подложку и расходуется гораздо меньше. Эти батареи имеют самую низкую мощность и относительно дешевы.
• Тонкопленочные имеют наибольший КПД в 25 процентов, по сравнению с показателем 12–17 у первых трёх типов. Могут вырабатывать энергию при слабом освещении, даже зимой в облачную погоду. Производят такие пленки на нескольких американских заводах для промышленного использования. Стоят они очень дорого.

Оптимальным вариантом для южной полосы: Одесса – Ростов на Дону – Астрахань – побережье северное Каспийского моря являются монокристаллические элементы. Можно собрать эффективную солнечную установку мощностью до 500 кВт/час за месяц.

Другие компоненты солнечной электростанции

1. Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. Фотоэлектрические элементы вырабатывают постоянный ток низкого напряжения, а большинство бытовых приборов работает на переменном высоком напряжении.
2. Аккумуляторы, сохраняющие энергию для ночного времени.
3. Контроллер – зарядное устройство, не допускающее перезарядки аккумуляторов и защищающее от утечки обратного тока на PV-элементы ночью.
4. Автоматическое реле, которое при полной разрядке аккумуляторов переключает питание домашних приборов к общей сети.
5. Электросчетчик, остается для контроля потребленной энергии.

Цена солнечной установки

Покупать солнечную электростанцию под ключ, к примеру, СЭС-5 удобно тем, что специалисты компании-производителя сами всё привезут, соберут, подключат, проверят и гарантию дадут.

СЭС-5, производитель Термо Технологии, Украина

Стоимость СЭС-5, вместе с монтажом составляет 8250, 9100 долларов. Такая система замечательна тем, что излишки выработанной энергии можно продать в общую сеть по зеленому тарифу. Установка состоит из 25 фотоэлектрических элементов, средней производительностью за месяц – 521 кВт/час. Есть установки равной мощности по цене 15000 долларов. Если в вашем доме все бытовые приборы расходуют за сутки около 10 кВт/час, то этой электростанции вполне достаточно, чтобы всё светилось, крутилось. Кроме отопления, конечно.

Обогрев дома зимой такая электростанция не потянет. Надо увеличить количество солнечных элементов и аккумуляторов как минимум вдвое, соответственно и цена возрастет вдвое.

Если же комплектовать домашнюю электростанцию самостоятельно, то собранная установка обойдется в 8032 доллара. Из расчета, если каждый компонент будет стоить:

• PV-элементы Yabang Solar YBP 250-60 (250 Вт, 24 В), 20 штук — 4250 долларов;
• контроллер (зарядное устройство) — 25 долларов;
• аккумуляторы SIAP PzS 4 APH 420 (2 В, 420 А), 24 шт. — 3624 доллара;
• инвертор — 69 долларов;
• автоматическое реле — 33 доллара;
• электросчетчик — 31 доллар.

Итого: если умудрится самому собрать и подключить солнечную электростанцию для дома, то можно сэкономить лишь 218 долларов.

Автор: Виталий Петрович, Украина Лисичанск.

• Лучшие сверху
• Первые сверху
• Актуальные сверху

185 комментариев

Не увидел в сборке байпасных и обратных диодов. Это грозит быстрым вымиранием ФЭ.

Кроме того если аккумулятор кислотный на 12В то возможно будет слишком высокое напряжение (панели подключены последовательно => 0,65В * 36 = 23,4 В).

контроллер заряда для того и нужен что бы небыло перенапряжения на акуме

Не думаю что для 36 элементов необходим диод, будут 2 панели работать на одну станцию обязательно впаяю их)

Насчет контроллера, не хочу обидеть китайцев, просто предполагаю, что этот контроллер не будет обеспечивать дозаряд малыми токами, а следовательно используется не полная ёмкость аккумулятора.

И кислотные аккумуляторы — не самый подходящий выбор. Они очень боятся перезаряда и глубокого разряда. Если позволяют финансы — лучше приобрести гелевый.

К сожалению со времен, когда я этим занимался прошло уже несколько лет и многое мог забыть.

— нагрев солнечной панели снижает ее КПД;

— КПД солнечной панели снижается при наличии микротрещин и нарушении пайки.

С учетом этих допущений при измерениях мощность каждой панели даже в солнечный день не превышала 40Вт, при расчетных 144Вт. На материалы для изготовления такой солнечной панели понадобилось около $100, а уже готовая панель такой же мощности обошлась бы на 15-20% дороже.

1 Две самодельные солнечные батареи (мощность каждой батареи 40Вт).

2 PWM контроллер заряда аккумулятора с максимальным током до 30А.

3 Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 190 А-ч.

4 Два инвертора на 600 Вт и 1000 Вт с модифицированной синусоидой.

Купить гелиоустановку для дома или же для дачи не составляет труда. Но цена подобных систем нередко оказывается чрезмерно завышенной. А между тем их изготовление своими руками – вовсе не такой невозможный процесс, как кажется на первый взгляд. Достаточно подобрать нужные компоненты и произвести соответствующие расчеты. Разумеется, также необходимы определенные навыки работы с электрооборудованием (для подключения аккумуляторов, инверторов и т.д.).

Что для этого нужно?

Самодельная солнечная электростанция должна состоять из нескольких главных частей. Все они вполне доступны по цене и продаются в специализированных магазинах.

Фотомодули

Прежде всего необходимы сами фотоэлементы. Их количество и площадь определяются на основе норм энергопотребления и среднесолнечной географической активности. Каждый модуль можно собрать и самостоятельно, купив только кремниевые фотоячейки. Также можно приобрести уже готовые гелиоблоки, если их параметры удовлетворяют всем требованиям.

Аккумуляторные батареи

Их наличие необходимо для предотвращения перебоев энергоснабжения. Если солнечная электростанция не объединена с другими энергоисточниками, то именно данные аккумуляторы будут поддерживать жизнеобеспечение дома в пасмурные дни.

Контроллеры заряда

Представляют собой электронные устройства, предназначенные для предохранения аккумуляторов от чрезмерной зарядки/разрядки. При полной зарядке батареи они снижают вырабатываемый солнечным модулем ток до величины, позволяющей компенсировать саморазряд. В случае же критической разрядки эти контроллеры прерывают подачу электроэнергии на бытовые устройства. Если собрать солнечную электростанцию самостоятельно и оснастить ее подобными приборами, то срок службы установки значительно увеличится.

Это устройства, преобразующие постоянный ток от гелиоячеек в переменный, от которого «запитано» все бытовое оборудование. Кром того, инверторы производят электричество лучшего качества, чем то, которое поступает из местных энергосетей. Как правило, изготовление солнечной электростанции своими руками подразумевает использование синусоидальных моделей. Дело в том, что такие инверторы менее дороги и идеально подходят именно для домашних сетей. Еще одно назначение этих приборов – роль своеобразного «буфера» между домашней энергосистемой и коммунальной, что позволяет передавать избыток сгенерированного электричества в общую сеть.

Ни одна солнечная электростанция не обходится без специальных коммутационных кабелей. Для минимизации энергопотерь кабели между элементами системы должны пролегать по наиболее коротким путям и иметь соответствующее сечение (не менее 4-6мм2). Внешние кабели должны быть устойчивы ко всем погодным явлениям.

Особенности компоновки

Чтобы созданная вами солнечная электростанция работала максимально эффективно, она должна быть спроектирована по определенной схеме. Вкратце эту схему можно изобразить таким образом. Постоянный ток от фотоэлементов подается на контроллер заряда. Как правило, при этом он проходит через специальную соединительную коробку. После контроллера ток попадает на аккумуляторную батарею, и часть его используется для накопления энергии. За аккумуляторной батареей располагается инвертор, который преобразует этот постоянный ток в переменный. Далее энергопоток распределяется на бытовые нагрузки. Причем лучше всего использовать для каждой группы нагрузок свой инвертор.

Монтаж домашней солнечной станции

В первую очередь необходимо расположить на крыше дома солнечные модули. Нужно помнить, что они должны располагаться под прямым углом к падающим лучам, а отклонение не должно превышать 15°. Причем если солнечная электростанция будет функционировать круглый год, то батареи надо поместить под углом +15° относительно географической широты. Для летней эксплуатации лучше придерживаться угла -15°.

Как правило, гелиомодули устанавливаются рядами на наклонных крышах, один ряд над другим. Такой монтаж подразумевает необходимость выдерживания расстояния между рядами. Это необходимо, чтобы модули не затеняли друг друга. Данное расстояние должно составлять минимум 1,7 высоты самих фотобатарей.

Все дополнительное оборудование (инверторы, аккумуляторы, зарядные контроллеры и т.д.) лучше располагать в отдельном техническом помещении. В этом случае уменьшится длина коммутационных кабелей (а значит, и энергопотери), и собранная система будет работать эффективнее.