Солнечная электростанция для дома и квартиры

В ходе научно-технического прогресса люди научились рационально распоряжаться ресурсами природы и получать возобновляемую энергию солнца, воды или ветра. Сегодня в «умном» доме или квартире для снижения стоимости коммунальных услуг уже нередко устанавливаются солнечные батареи. Они вырабатывают энергию, поглощая солнечные лучи.

Особенно актуальным такое приспособление является в областях с большим количеством солнечных дней в году и жарким климатом. Однако и в России комплекс солнечных батарей нередко ставят на здания ввиду его экологичности и возможности создания единого комплекса электроснабжения.

Для обеспечения бесперебойного снабжения небольшой семьи энергией вам нужно будет купить панели площадью 15—20 кв. м. Один её квадратный метр на доме сможет дать энергии на 120 Вт. В месяце при этом должно быть около 20 ясных дней, а площадь крыши дома составлять не менее 40 кв. м. Стоимость всего комплекса, согласно отзывам, окупается уже за первые несколько лет.

Солнечная электростанция HR950/v 2.0

Устройство солнечных элементов

Солнечная батарея предполагает преобразование солнечной радиации в необходимое для человечества электричество. Она будет весьма выгодной как в частном строении, так и в офисных зданиях.

Состоят все батареи из солнечных элементов. Они представляет собой полупроводники — пару кремниевых пластин, которые присоединяются друг к другу. В кремний добавляются примеси для получения нужных свойств конструкции. Например, одна пластинка будет иметь в избытке валентные электроны, а у второй будет наблюдаться их недостаток. Таким образом, полупроводниковый слой получит отрицательно и положительно заряженные частицы. Граница, где элементы соприкасаются, содержит запирающий слой, который предотвращает переход избытка электронов.

При подключении источника питания извне электроны преодолеют зону замыкания, а проводник будет проводить ток. Нечто похожее происходит, когда на солнечный элемент батареи действует энергия солнца. При попадании на поверхность конструкции фотона от него будет передаваться энергия высвобождающимся электронам. А на место появления так называемой дырки станут перемещаться электроны из второй части проводника.

Устройство и принцип работы солнечной батареи

Соответственно, сила тока, которую может создать элемент, будет разной в зависимости от количества фотонов, попавших его поверхность. Количество попадающих на поверхность фотонов, в свою очередь, зависит от:

• площади батареи;
• интенсивности солнечного света;
• срока использования;
• коэффициента полезного действия конструкции;
• температуры (если она значительно повышается, проводимость конструкции снижается).

Мощность солнечного света, приходящегося на 1 кв. м., составляет около 1350 Вт. Чем выше будет мощность батареи для «умной» квартиры или дома, тем больше электроэнергии она произведет. Однако и стоимость её будет выше.

Несмотря на то что отзывы об установленных покупных батареях положительные, многие хотят снизить стоимость панелей, собрав устройства для преобразования солнечного света самостоятельно. Это достаточно трудоемкий процесс, и лучшим вариантом будет приобретение готового комплекта.

Разновидности

Солнечные батареи на доме могут быть:

• автономными. Предусматривают отсутствие централизованной сети подачи электроэнергии и не предполагают ее дальнейшего подключения;
• комбинированными. Используются параллельно с традиционной электросетью по причине экономии средств или экологичности.

Кроме того, батареи для преобразования солнечной радиации в зависимости от мощности и стоимости делятся на:

• конструкции с малой мощностью. Их хватит на зарядку смартфона, а также на запитку многих электронных устройств. Однако их редко выбирают из-за не очень выгодного соотношения между мощностью и ценой;
• универсальные устройства. Они более популярны среди владельцев умного дома, так как не только помогают обеспечить энергию для работы нескольких приборов, но и отличаются необычным внешним видом. Часто покупаются для использования в полевых условиях или туристами;
• солнечные панели. Представляют собой фотопластины, которые закрепляются на специальной основе. Крепятся на крыше и в солнечную погоду. Судя по отзывам, позволяют на 100% удовлетворить потребность в электроэнергии.

Солнечные панели для солнечной электростанции

Вне зависимости от разновидности, набор панели для квартиры или «умного» дома будут включать:

• инвертор для преобразования напряжения;
• аккумулятор. Используется для накопления солнечных лучей;
• устройство для контроля над зарядом.

Комплект солнечной электростанции пиковой мощности 3 кВт

Схема сборки и подключения

Солнечная электростанция своими руками собирается так:

• Найдите выходные клеммы контроллера заряда, к нему подключите АКБ. После этого проводники, которые отходят от каждой панели, присоедините к входной клемме устройства для контроля над зарядом. Если к панелям прилагается в комплекте кабель, этот шаг не нужен.
• Присоединять проводники требуется по схеме «+» к «+», а также «-» к «-». После этого на клеммы, расположенные у входа инвертора, подается питание от АКБ.
• Включив контроллер за зарядом и инвертор, вы увидите, что электричество, которое начнет вырабатывать панель, будет заряжать аккумулятор.

Для определения полярности выходов в панелях преобразования солнечной энергии вам достаточно измерить напряжение в клеммах, воспользовавшись мультиметром. Если возле цифр величины напряжения нет знака «минус», черный щуп устройства будет соответствовать отрицательной клемме, и наоборот.

Схема подключения солнечных панелей и бытовой нагрузки

Правила монтажа

Монтаж преобразователей солнечной радиации нужно проводить, придерживаясь следующих правил:

• Устанавливайте элементы на самое освещенное место крыши «умного» дома, которое не будет в любое время дня находится под тенью деревьев или крыш других строений. Возможна установка панелей на стены или опоры, которые ставятся непосредственно на земле.
• Чтобы панель вырабатывала максимальное количество энергии, соблюдайте требуемый азимут и угол наклона. Например, для Северного полушария необходимый азимут составляет 180 градусов строго в южную сторону. При этом угол, на который нужно наклонить конструкцию, зависит от широты расположения вашего населенного пункта (к примеру, для Петербурга этот показатель равен 60 градусам: 0 градусов горизонтально и 90 — вертикально). Летом можно увеличивать наклон, а зимой — уменьшать на 10 градусов. Существует немало калькуляторов, отображающих зависимость количества вырабатываемой энергии от азимута или величины наклона.

Монтаж солнечных батарей

• Зимой выпавший на солнечные элементы снег предотвратит дальнейшую выработку электричества. Поэтому важно вовремя счищать его с поверхности или устанавливать панели под большим наклоном.
• Если вы устанавливаете на крыше «умного» дома большое количество панелей в несколько рядов, соблюдайте расстояние между ними (не меньше 1,7 высоты ряда) для предотвращения создания тени от модулей.
• Все компоненты для установки поставляются в комплекте. Профиль каждой составляющей из алюминия имеет несколько крепежных отверстий для множества вариаций крепления элементов.

Загрузка...