Встановлення сонячних батарей: види, принцип роботи, правила монтажу

встановлення СЕС

Встановлення сонячних батарей: види, принцип роботи, правила монтажу

Продуктивність сонячних електростанцій залежить не тільки від характеристик обладнання. Вдале розміщення, коректність монтажу та догляду за панелями підвищують їх ефективність. Сьогодні говоримо про те, як встановити сонячні батареї в приватному будинку і на інших територіях, щоб термін окупності проекту був мінімальним, а продуктивність перевершувала найоптимістичніші прогнози.

Що таке сонячна панель

Це — система напівпровідникових фотоелементів, які перетворюють світло сонця в електричний струм. Процес називається фотоелектричним ефектом і широко застосовується для забезпечення енергетичної автономності домогосподарств і отримання пасивного доходу.

Підключення сонячних панелей — витратна, але перспективна справа. Тому на території України встановлено вже понад 9000 сонячних електростанцій на території приватних будинків. Невитрачену на свої володіння енергію власники СЕС реалізують державі за встановленими “зеленими” тарифами.

Види сонячних панелей

Попри візуальну схожість між собою, сонячні панелі бувають різних видів.

  • Жорсткі — виготовляються з кристалічного, рідше — аморфного кремнію. Такі батареї зібрані в жорсткий металевий каркас.
  • Гнучкі — з селену, кремнію, телуриду кадмію. Полімерні напилення з провідниками з алюмінію істотно полегшують конструкцію і роблять її тоншою.
  • Односторонні панелі — з однією, поглинальною світло, стороною.
  • Двосторонні батареї — поглинають сонячне світло двома сторонами.

Напівпровідниками для панелей можуть виступати кремній, арсенід галію, теллуід кадмію або поєднання міді, індію, галію, селену. Найбільшого поширення набули кремнієві батареї.

На основі кремнію

кремнієва сонячна пластинаМодулі, створені на базі аморфного кремнію, мають низький ККД (6-8%). Найнижча собівартість кремнієвих напівпровідників пояснює масштабне використання у виробництві саме їх.

За технологією виробництва кремнієві пластини діляться на монокристалічні й полікристалічні.

Монокристалічні фотоелементи

монокристалічні фотоелементиДемонструють вищий ККД (до 19%), в порівнянні з полікристалічними, але їх вартість вища в перерахунку на 1 Ватт потужності. Виготовляються вони шляхом лиття штучно вирощених кремнієвих кристалів високої чистоти. Така висока продуктивність досягається шляхом спеціальної орієнтації атомів монокристалу, що збільшує рухливість електронів. Кремній пронизаний сіткою з металевих електродів.

Зазвичай монокристалічні панелі мають алюмінієву рамку і захищені протиударним склом. Їх колір — темно-синій, чорний.

Полікристалічні фотоелементи

Більш доступна за ціною альтернатива монокристалічним фотоелементам. Виробничий процес досить простий, тому собівартість полікристалів низька. Фотоелементи виготовляються шляхом повільного охолодження розплавленого кремнію. Кристали агрегатні, але різної форми та орієнтації.

Продуктивність полікристалічних фотоелементів трохи поступається монокристалічним, через те, що кремнієві пластини поступаються в чистоті. ККД – до 15%.
Верхній шар пластини, який звернений до сонця, виготовляється з кремнію, але вже з фосфором. Він є джерелом надлишкових електронів в ланцюжку p-n-переходу.
Колір панелей — синій. Вони також захищені рамкою і міцним склом.

Принцип роботи сонячної панелі

принцип роботи СЕСВ основі сонячного модуля — напівпровідникові пристрої (фотоелектричні перетворювачі), які перетворюють енергію сонця в постійний електричний струм. В основі процесу — фотогальванічний ефект.

Складові частини

СЕС складається з 5 основних елементів:

  • контролер — пристрій, який управляє зарядом акумуляторів. Передає струм від сонячних панелей до АКБ, контролює процес заряду батарей, не допускаючи їх перезаряджання;
  • акумулятор — пристрій для акумулювання електроенергії від сонячних модулів;
  • інвертор — перетворює постійний струм від АКБ в змінний струм для побутового або промислового електроустаткування.
  • модуль — сонячна панель;
  • електрообладнання — будь-який пристрій, що харчується від електромережі.

Сама панель — це паралельно з’єднані ланцюжки з послідовно з’єднаних фотоелектричних модулів. Найчастіше матриця включає 6х10 модулів, що складаються з двох напівпровідникових пластин. На модулях розташовані вихідні клеми для під’єднання електроприймачів.

Сендвіч, частиною якого стають з’єднані модулі, складається з шарів:

  • підкладка — тонкий водонепроникний теплопровідний шар полімеру;
  • ламінувальна плівка для герметизації фотоелектричних модулів з боку підкладки;
  • матриця з напівпровідникових пластин;
  • ламінувальна плівка для герметизації із зовнішнього боку;
  • загартоване скло витримує високі температури (до 950) та надовго здатне зберігати прозорість.

Принцип дії сонячного модуля

Фотони сонячного світла потрапляють на матриці й передають свою енергію електронам p-провідника напівпровідникових пластин. Електрони, отримавши додаткову енергію, долають p-n перехід напівпровідникової пластини та переходять в n-провідник, утворюючи електричний струм в ланцюзі навантаження сонячної батареї.

Переваги використання сонячних батарей будинку

  • Широке призначення — постачання електроенергії до будинків, шкіл, садків, фермерських господарств та інших організацій, освітлення вулиць, парків, доріг.
  • Розраховано на безперервну багаторічну роботу — до 30-40 років.
  • Не вимагають палива — генерують електроенергію з невичерпного джерела.
  • Екологічно безпечні.
  • Передбачають можливість коригування потужність системи.
  • Просте обслуговування.
  • Безшумна робота.

Інструкція по встановленню сонячних панелей

Інструкція встановлення СЕСНе всі наважуються на установку сонячних батарей своїми руками. Перешкоджають страхи помилитися здійснюючи монтаж або ж просто відсутність часу. Фахівці монтують швидше і з гарантією, але те, скільки коштує встановити сонячні панелі, деяких домовласників зупиняє. Намагаючись заощадити й швидше окупити СЕС, вони занурюються в монтаж самостійно.

Що ж, коректно встановити та запустити систему реально, якщо є базові знання по роботі з електроенергією і педантичність. Перед тим, як купити й зробити сонячну батарею, необхідно переконатися в тому, що Ваша місцевість дозволить ефективно її використовувати.

Вибір місцевості для сонячних модулів

Клімат України сприятливий для установки СЕС. Велика кількість ясних днів в році надихнула тисячі людей на інвестування в альтернативну енергетику. Але ефективність батарей залежить від кількості світла, яке потрапляє на них. Відповідно, встановлювати обладнання потрібно в доступних для сонячних променів місцях. Підійдуть відкриті ділянки, які не затінені деревами, підсобними будівлями, сусідськими будинками.

Особливості при установці на дах

Встановити домашні сонячні батареї доцільніше на даху приватного будинку. По-перше, наземна ферма займає площу, яку можна використовувати під сад, город або розведення тварин.

На дах приватного будинку

Кут нахилу даху не повинен перевищувати 400. В іншому випадку потрібно будувати каркасну конструкцію, яка забезпечить обладнанню потрібний кут нахилу. Так само доведеться вчинити й власникам будинків з плоским дахом.
Сонячні батареї на дах будинку встановлюються у два етапи — монтаж профілів до покрівлі та фіксація панелей до них болтами 6-8 мм.
Для кріплення рамкових конструкцій використовуються тільки металеві куточки й профілі. Дерев’яних не вистачить надовго — вони можуть прогнити, втратити міцність. Перетин профілів має відповідати площі й вазі панелей, щоб обладнання було зафіксовано в нерухомому стані.

На дах багатоповерхового будинку

З багатоповерхівками справи йдуть складніше в документальних питаннях. Перелік кроків з оформлення збільшується — додатково потрібно отримати дозвіл на оренду даху, технічні умови, збільшувати виділену потужність на будинок. Проте, в Україні над деякими багатоквартирними будинками видніються сонячні панелі. І поступово географія “багатоповерхових сонячних станцій” буде розширюватися.
Перед стартом монтажу необхідно переконатися в хорошому стані даху. Якщо треба — зміцнити та відремонтувати його. Для досягнення потрібного кута нахилу і максимального світлопоглинання встановлюються каркасні конструкції.

Інвертори від системи сонячних панелей розміщують в підвалі поруч з електрощитовою.

Ділянкою для розміщення фотоелектричних панелей в багатоквартирному будинку може також стати дашок балкону.

На ділянці

На землі сонячні батареї встановлюють зазвичай для збільшення потужності станції, при обмеженій можливості розміщення на даху всієї установки. Встановлюють СЕС на каркасній опорі з алюмінієвих або металевих профілів.

Кут нахилу конструкції з батареями

При виборі кута нахилу сонячного модуля потрібно орієнтуватися на географічну широту ділянки. Фахівці радять робити нахил рівним цій кординаті. Якщо об’єкт знаходиться на екваторі, досить один раз налаштувати кут. У всіх інших випадках, в залежності від пори року, — можна коригувати його. На 120 збільшувати влітку і зменшувати — взимку.
Можна скористатися розрахунками онлайн-калькуляторів, які показують рекомендований кут нахилу, виходячи з розташування об’єкта — для кожного сезону й оптимальний на будь-який період.

Орієнтація конструкції

Батарея повинна бути спрямована “обличчям” до сонця, щоб фотоелементи могли ловити максимальний потік променів. Таким чином, якщо ви встановлюєте сонячний модуль в північній півкулі, то направляйте його на південь. І навпаки: якщо ви перебуваєте в південному — направляйте на північ.

Інсоляція

Кількість енергії сонця, яке доходить до землі, залежить від місця на карті. Рівень інсоляції (кВт/м²/дні) демонструє, на яку кількість світла можна розраховувати при установці сонячних панелей.

Зона покриття і необхідна кількість енергії

Площа сонячних панелей залежить від інсоляції й обсягу необхідної електроенергії. Орієнтовно розрахувати масштаби необхідного сонячної установки можна, орієнтуючись на своє середньодобове споживання (по квитанції), кількості пікових годин сонячного світла в добу. Береться до уваги наявність / відсутність акумуляторних батарей. Найпростіше, за розрахунками звернутися в компанію, що реалізує обладнання. Фахівці допоможуть не помилитися.

Розрахунок ваги

Перед тим, як зібрати сонячну батарею і вивантажити на дах, потрібно оцінити “навантаженість” даху. Панелі, каркасні опори, які обслуговують пристрої мають вагу, яка тисне на крокви й конструкцію даху. Прорахуйте все, щоб одного ранку не прокинутися під вагою власної електростанції, проломивши дах.

Витрати

Вартість комплекту сонячної електростанції в корпорації “Радіан” – від 0,44 $ за 1 ват. Для порівняння, середня ринкова вартість приватної СЕС в 50-х роках минулого століття становила близько 300 $ за 1 ват. Доступність обладнання сьогодні різко зросла, але все ж проект генерації альтернативної енергії вимагає інвестицій.

Повна вартість електростанції залежить від потужності та виробника устаткування. Сюди варто додати витрати на монтаж і обслуговування, якщо ви не плануєте займатися цим самостійно.

Утилізація

Сонячні батареї служать до 50 років, контролер, інвертор — до 20 років, акумулятори доводиться міняти кожні 4-10 років (залежно, від типу АКБ і інтенсивності використання). Утилізувати елементи системи можна кількома способами:

  • здати в перероблення;
  • реалізувати на вторинному ринку альтернативних станцій;
  • продати на онлайн-майданчиках купівлі-продажу відпрацьованих сонячних панелей.

Догляд і обслуговування приватної електростанції полягає в триманні у чистоті поверхні батарей (більше сонця — вище ефективність). 1-4 рази на рік їх можна мити зі шлангом з водою, видаляючи пил, пташиний послід, опале листя. Слідкуйте за тим, щоб на панелях не накопичувалися шари снігу.
Періодично перевіряйте стан всіх елементів системи й міняйте акумулятори за потреби (1 раз в 4-10 років).

Основні помилки при монтажі

Установка сонячних батарей своїми руками вимагає акуратності та делікатності. Якщо поламання або спалах спровокує неправильне підключення елементів системи, гарантія зникає.

Основні помилки, які допускають люди, які не мають досвіду:

  • неправильні розрахунки — призводять до недостатньої потужності СЕС;
  • неякісні матеріали каркаса — обладнання може не вистояти в сильну негоду;
  • кріплення панелей до поздовжніх, а не тримальних балок — панель може відірватися;
  • немає вентиляції — знижує ефективність системи.
  • Замовлення обладнання у підприємств, які не мають гарантійного обмінного фонду, а значить при поломці, заміну обладнання можна чекати не один місяць. А кожен втрачений сонячний день буде обходитися Вам до 1000 грн.

Фахівці корпорації RADIAN допоможуть Вам уникнути великих і маленьких помилок при покупці сонячних панелей і введенні їх в експлуатацію. Оцінка об’єктів, розрахунок потужності й проектування, продаж обладнання, монтаж, оформлення документів, сервісне обслуговування. Телефонуйте, пишіть, приходьте до нас, щоб користуватися енергією сонця, не витрачаючи свою.

envelop facebook search