Преимущества крыши из солнечных батарей

Схема подключения солнечной батареи

Перед ее подключением вам обязательно необходимо определиться из чего она состоит. К основным элементам устройства относят:

1. Специальные батареи, которые будут поглощать свет. Эти устройства позволяют преобразить свет в электрическую энергию.
2. Контроллер заряда. Это устройство будет следить за уровнем заряда в аккумуляторах. Если они будут заряжены, тогда контроллер просто отключит заряд. Если заряд начнет падать, тогда контроллер возобновит свою работу.
3. Аккумулятор. Это устройство будет наполняться сгенерированной энергией.
4. Инвертор. Это устройство способно преобразовывать заряд. На выходе вы сможете получить 220 Вольт.

Если вы желаете воспользоваться простым вариантом подключения, тогда схема подключения солнечных батарей к контроллеру, аккумулятору, инвертору и нагрузке будет выглядеть следующим образом:

Как видите, эта схема считается достаточно простой. Выполнить ее может практически каждый. Во время подключения конструкции вам необходимо будет соблюдать полярность. Если вы желаете использовать электроэнергию солнца и стационарную сеть дома, тогда схема подключения солнечных батарей будет выглядеть следующим образом:

Теперь мы расскажем, как правильно соединить панели солнечной батареи между собой. Благодаря этому ваша конструкция прослужит длительное время. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про схему подключения реле напряжения.

Если вы желаете подключить одну панель, тогда у вас не возникнет никаких вопросов. Если необходимо выполнить подключение нескольких солнечных батарей, тогда необходимо воспользоваться одной из следующих схем соединения солнечных панелей:

Параллельная. Если вы планируете использовать этот способ, тогда вам необходимо будет соединить одноименные клеммы друг с другом. В результате этого напряжение останется прежним.

Последовательная. Здесь плюс первой панели вам необходимо будет подключить к минусу второй. Этот процесс считается достаточно простым, но вам необходимо помнить, что на выходе вы сможете получить 24 Вольта.

Смешанная. Эта схема подключения солнечных панелей позволяет соединять между собою несколько групп батарей. Все устройства внутри группы вам необходимо будет подключать параллельно. Затем провести соединение можно будет последовательно. На схеме ниже вы сможете наглядно увидеть этот процесс.

При необходимости вы можете посмотреть видео, которое размещено ниже. Оно позволит наглядно увидеть весь процесс подключения.

Это вся информация, которую мы хотели предоставить вашему вниманию о схеме подключения солнечных батарей загородного дома к электрической сети переменного тока. Как видите, разводку проводов сможет выполнить даже начинающий электрик. Надеемся, что наша информация будет полезной.

Рекомендуем прочесть: схема электропроводки в частном доме.

Солнечная батарея на крыше

Здравствуйте, знаете ли вы, что есть крыша, которая может накапливать энергию от солнца? В настоящее время цены на энергоносители все еще растут, их цена является неопределенной и нестабильной. Поэтому целесообразно предпринять соответствующие шаги, чтобы избежать полной зависимости от поставщиков энергии.

Мы все чаще ищем альтернативное решение, будь то отопление в печах или каминах или использование альтернативных источников энергии – воды, ветра и солнца. Как солнечная батарея на крыше из фотоэлектрических панелей может использовать теплые солнечные лучи в своих интересах?

На каком принципе работают фотоэлектрические панели?

Вся система основана на преобразовании солнечной энергии в электричество с помощью фотогальванических элементов – поликристаллических, монокристаллических или из аморфного кремния. Основой аморфной ячейки является слой кремния. Благодаря этому материалу специальная крыша может располагаться в вертикальном и горизонтальном положении.

В отличие от систем кристаллического кремния, он менее требователен к температуре поверхности крыши. Каждая ячейка состоит из трех слоев, что позволяет использовать широкий спектр солнечной радиации. Первый слой использует инфракрасные и красные компоненты света, а второй слой – зеленый, а последний слой – ультрафиолетовый и фиолетовый свет.

Данная система эффективна даже при небольшом солнечном свете. Поликристаллические ячейки состоят из кремниевой подушки и множества небольших полукристаллов. Их производство проходит быстрее и дешевле, чем для монокристаллических панелей на основе кремниевой подушки, а также поликристаллических элементов. Однако их кристаллы больше.

Панели, которые состоят из вышеупомянутых изделий, соединены друг с другом звеньями. В то время как нижние предметы защищены твердой пластиной, верхняя сторона защищает закаленное стекло.

Установка солнечной батареи на крыше

Это может показаться сложной сборкой, но это не так. Поскольку фотоэлектрические панели очень гибкие, они очень просты в обращении. Преимущество заключается в том, что, в отличие от солнечных коллекторов, они не требуют специальной несущей конструкции. Панель можно легко установить вместо крыши, экономя затраты на кровлю.

Опоясывающие листы легкие и плоские, поэтому при необходимости их можно скрестить. Благодаря специальной поверхности они имеют особую функцию – они самоочищаются, поэтому вам не нужно беспокоиться о их сохранении. Идеальным местом для фотогальванической черепицы является крыша, выходящая на юг.

Для фиксации используются гвозди, если наклон и наклон крыши превышает 35%. Гвозди должны иметь увеличенную вытяжку, более широкую голову, и, конечно же, они должны быть антикоррозионными. Фотогальваническая черепица на крышах с градиентом более 10% может быть нанесена на модифицированную битумом мембрану.

Преимущества и недостатки

Используя солнечную батарею на крыше из фотоэлектрических панелей, вы получите ряд преимуществ. Одним из них является независимость от поставщиков энергии и нулевой трафик. Можно сказать, что солнечные лучи никогда не отправят вам счет за ваши услуги. Вся система не требует обслуживания, поэтому вам не нужно беспокоиться о регулярной уборке, она также долговечна. Некоторые производители гарантируют срок службы панелей до 25 лет.

Вся система, конечно же, экологически чиста, вы можете быть уверена, что она не производит никаких отходов, которые могли бы повредить окружающую среду. Кроме того, она не производит никакого шума. Недостатком является относительно высокая стоимость, которая окупается примерно через 10 лет в зависимости от сложности системы.

Уже не однажды встречаю публикации о солнечных батареях. Вот у нас на Кубани солнца хватает, но пока в частном секторе не вижу солнечных батарей. живём по принципу: “Хорош золотник, но – дорог!”

Солнечные батареи это хорошо и думаю скоро придумают более дешёвую технологию их изготовления и тогда такие батареи получат более широкое распространение. Я вот думаю не сломает ли их град? Да и снег у нас на крышах по нескольку месяцев лежит – энергию давать не будет. Мне кажется такие батареи на южную стену дома лучше вешать.

Испытательная солнечная батарея

Солнечная батарея разработана и установлена в Институте технологий Северной Альберты (NAIT) с целью получения достоверной информации об оптимальном угле установки солнечных батарей для проектировщиков солнечных электростанций и для всех, кто устанавливает солнечные батареи.  Исследовалось влияние угла установки солнечных панелей и количества снега на солнечных панелях на производительность солнечной электростанции.

Испытательный стенд установлен на крыше NAIT и состоит из 6 пар солнечных панелей. Основной кампус NAIT находится по адресу 11762 106 Street NW, Edmonton, Alberta. 

Характеристики эталонной солнечной батареи:

• Солнечная батарея имеет 100% доступ к солнечному свету (нет деревьев и зданий, затеняющих солнечную батарею)
• Модули ориентированы точно на юг и установлены на широте 53°
• Каждая пара модулей установлена под различным углом от 14° до 90°
• Снег удалялся с западной (левой) стороны каждый раз после окончания снегопада
• Фотографии сделаны непосредственно перед и сразу же после очистки от снега
• Микроинверторы записывали состояние работы каждые 5 минут. Записывались параметры: время, напряжение переменного тока, напряжение постоянного тока, постоянный ток, температура инвертора и выработка мощности инвертором.

Четыре угла наклона были выбраны потому, что они являются популярными углами наклона скатов крыш (14°, 18°, 27°, 45°).  Дополнительно были выбраны углы 53° (широта местности Эдмонтона) и  90° (вертикальная установка на стене).

Конструкция испытательной солнечной батареи.

Начиная с 2012 года расчистка солнечных батарей от снега проводилась в среднем 24 раза за зимний сезон. Расчищались панели на западной стороне. Наиболее удобным инструментом для расчистки оказался 2-метровый автомобильный скребок-щетка. Телескопическая рукоятка щетки исключает необходимость в лестницах и повышает безопасность при проведении работ.

Автоматизация генератора[править | править код]

В дополнение к солнечным панелям при нехватке мощности можно использовать твёрдотопливный генератор или газовый электрогенератор.

Задачаправить | править код

Сделать так, чтобы при разрядке батареи до определённого уровня включался генератор и заряжал батарею до нужного уровня.

Учитывая, что для поддержания потребления базы 5 кВт нужно 5 * 4.5 ≈ 23 солнечные панели, задача достаточно актуальна. Плюс мощность генераторов начинается с 50 кВт (против 500Вт у панелей) и они не зависят от времени суток.

Реализацияправить | править код

Если просто установить включение по уровню заряда, генератор будет постоянно включаться-выключаться. Мы же используем так называемый гистерезис. При разрядке до уровня X, генератор будет включаться и заряжать батарею до уровня Y (понятно, что Y>X).

Устанавливаем Батарею. Можно несколько. Все подключения производим силовыми кабелями, так как генераторы выдают намного больше 5 кВт.
Устанавливаем твердотопливный генератор или газовый электрогенератор. Подключаем генератор к линии зарядки батарей силовыми кабелями. Солнечные панели на той же линии должны быть также подключены силовыми кабелями. При использовании газового электрогенератора обязательно подключать его к батарее через трансформатор. На трансформаторе можно выставить мощность 100 кВт минус максимальная суммарная мощность панелей, иначе сгорит даже силовой кабель.
Устанавливаем в удобном месте два логических переключателя типа регулятор (dial). Отвёрткой выставляем на них максимум значений 100. Эти регуляторы нужны будут, чтобы можно было менять пределы зарядки (X и Y).
Выбираем одну, контрольную, Батарею, заряд которой будет управлять генератором. Маркируем её, генератор и регуляторы.
Собираем схему Мы читаем параметр Ratio из батареи.
Умножаем его на 100 (так как, параметр выдаётся в долях, например, 0.43. 1.00 — полный)
Если генератор ещё не включён, используем в условии включения нижний предел, если уже включён — верхний

(чип «выбор») При этом значения регуляторов можно считывать напрямую, без чипов чтения.
Сравниваем текущий заряд с выбранным пределом.
Результат записываем в параметр On генератора, а так же обратной связью считываем его в чипе выбора.
При сборке обращайте внимание на указанные номера входов чипов.
Регуляторы можно заменить на чипы памяти.

Заправить генератор.
Выставляем на регуляторах требуемые значения и запускаем схему. Разумеется, нельзя задавать нижний предел выше верхнего

Желательно подобрать параметры достаточно низкими, чтобы оставить свободную ёмкость батареи для зарядки солнечными панелями. Иначе генератор зарядит батарею, а солнечные панели с «бесплатной» энергией будут работать вхолостую, а значит, мы потратили лишнее топливо.

Улучшение схемыправить | править код

Минусом такой реализации является то, что на практике при подключении нескольких батарей, они заряжаются и разряжаются неравномерно и заряд одной батареи никак не связан с зарядами остальных.

Это может приводить к тому, что, например, при полных остальных батареях контрольная батарея разрядилась и схема выдаёт недостаток питания, хотя заряда ещё полно.

Схему можно улучшить. Вычислим долю заряда всех батарей.

Собираем дополнительную схему

Для работы схемы необходимо установить Анализатор кабеля после батарей, на проводе, идущем к приборам-потребителям.

Мы получаем максимальный заряд из батареи (можно его задать через память), умножаем на количество батарей (задаётся вручную, не забыть скорректировать при добавлении батарей). Затем делим текущий заряд всех батарей на полученный ранее максимальный. Это значение и используем в качестве управляющего параметра первой схемы.

Сколько надо батарей?править | править код

Опыт показал, что одна Батарея выдавала 5 кВт в течение 6 минут. Это означает ёмкость батареи 30 кВт⋅мин (с учётом того, что кВт=1 Дж/пик). Ночь на Марсе длится 10 минут, то есть одной батареи достаточно для бесперебойной ночной работы оборудования примерно с потреблением 3 кВт. Конечно, если обеспечивается её полная зарядка (минимум двойная мощность днём от панелей или генератор с огромной мощностью).

Число батарей = Средняя потребляемая мощность в кВт / 3

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры

В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.

Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей

Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения

К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.

• Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
• На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Какие данные нужны для расчетов

Начнем с того, что нужно определить коэффициент солнечной инсоляции. Интенсивность солнечного света для своего региона можно найти в метеорологических таблицах: там уровень солнечной радиации указывается для каждого города помесячно.

Панели солнечных батарей для электропитания. Это было очень мало, солнечные часы на немецких крышах. С растениями в несколько киловатт. Наклонная крыша определяет повседневную жизнь монтажников, даже если все больше установок строятся на промышленных плоских крышах.

Архитектура в Германии доминировала на протяжении веков. Умелый знаком со строительством балок, балок и планок крыши, типа кровли. Им не хватает знаний для крыши, смысла и знаний для многих осенних шнуров, которые прячутся там. «По нашей рекомендации установка крыши должна выполняться только специализированными компаниями, которые одобрены для работы на крыше в смысле правил кустарного промысла», — говорит Манфред Гункель.

Второе, что необходимо узнать, – это мощность электроприемников. Можно запитать как весь дом полностью, так и несколько приборов и лампочек, для остальных потребителей подав питание от обычной электросети.

Данные показатели рассчитывается следующим образом: паспортная мощность потребителя умножается на количество часов работы в сутки.

Он старый заяц в отрасли, который накопил много знаний во время своей профессиональной карьеры. Инженер-строитель, мастер крыши, мастер-плотник и строительный толкач — технический консультант Центральной ассоциации кровельной торговли в Кельне. Сюда входят кровельщики, строительные сантехники и плотники. В этих профессиях по-прежнему применяется обязанность хозяина. Кроме того, заводы, работающие на крыше, должны быть зарегистрированы в ремесленном ремесле и иметь соответствующую квалификацию. Это означает, что экспертиза на крыше не менее важна, чем знание электрических соединений.

Данные для всех потребителей, которые будут снабжаться энергией от солнечной батареи, суммируются.

Батарея площадью 1 кв. м сможет обеспечить электроэнергией устройство мощностью в 120 Вт – это среднее значение.

Солнечная батарея в качестве источника энергии может использоваться в доме, удаленном на большое расстояние от электрических сетей, когда подключение к стационарному электроснабжению не оправдано экономически.

Тем более, что установка фотогальваники на крышах Германии может приобретать важное значение в результате роста самопотребления. Гункель видел тысячи крыш, где солнечные панели были установлены экспертами

Он указал на то, что кровельные работы, столярные изделия и плотницкие работы могут выполнять определенную работу в другой торговле в связи с поправкой к торговым правилам или отношениями между подрядчиком по кровельным работам и строительным водопроводчиком. Например, столярные компании могут также устанавливать черепицу с черепицей и черепицей.

Что следует учесть на этапе проектирования?

Перед тем как установить автономную электростанцию, важно выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и комплектующего оборудования

Если вы собираетесь использовать домашнюю электростанцию для выработки электроэнергии номиналом в 220 В, то вам понадобятся такие элементы:

Рис. 1: устройство солнечной электростанции

• Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м2 площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
• Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
• Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
• Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции.

  Рис. 2. Принцип реализации солнечной электроэнергии

• Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

Несмотря на важность каждого элемента домашнего генератора свободной энергии, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого будет зависеть и продуктивность, и качество работы всей системы