Выгоден ли частный дом на солнечных батареях. Солнечные батареи для отопления дома.

Солнечные батареи – это технология, разработанная учёными совсем недавно. Часто её используют для получения дополнительного источника электропитания.

Также, активно используют в отопление домов расположенных на даче или отопления загородного дома. С появлением таких технологий у человека появилось стремление найти лёгкие источники и пути для получения недорогих, а главное эффективных вещей для дополнительной энергии.

Принцип работы

Принцип работы солнечных батарей заключается в образовании электрической энергии, они никак не накапливают и не образуют её. При прямом попадании лучей солнца на их поверхность они сразу же преобразовываются в ток и выводятся из панели.

Каждая пластина может вырабатывать по 250 Вт, поэтому для улучшения принципа работы их стараются устанавливать ближе друг к другу. Ток, полученный в результате фотосинтеза, через распределитель попадает в аккумуляторы, а потом уже в инвертер электросети дома.

Следует учесть, что объём аккумуляторов солнечных батарей влияет на продолжительность дневной работы батарей. Подзарядка происходит в течение дня, пока используется энергии образованная на прошлом дне.

Принцип работы прост, и в то же время эффективен благодаря «полупроводнику». Полупроводник содержит атомы которые могут благодаря внешнему электрону захватывать или же отражать другие электроны. Вследствие этого поверхность солнечных батарей покрывается этим материалом. Этим «полупроводником» являются Селен и Кремний.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества солнечных батарей:

Можно жить в тепле сколько захочется.
Есть возможность регулирования температуры в доме на любом уровне.
Складывается независимость от представителей коммунальных служб , точнее не придётся платить за электроэнергию.
В запасе будет столько энергии , что даже можно будет расходовать её на другие нужды.
Батареи имеют большой срок годности , это избавляет от хлопот по их замене и ремонту.
Этот вид отопления домов никак не вредит окружающей среде , не создаёт причин для замыканий от попадания влаги.
Можно установить дополнительные элементы для создания возможности работать даже ночью.
Быстрая установка специалистами на крыше дома солнечных батарей.
Возможность сдавать испортившиеся батареи на переработку , можно получить за это небольшую сумму денег.
Минимальные затраты для покупки.
Солнечные батареи бесшумны , в отличие от других источников их энергия бесплотна.
Топливо для постоянной работы не нужно.

Отопление, которое производят солнечные батареи уникально. Оно лучше, чем тепло производящее газовая печка или же паровая. Никакой вид отоплений не сравнится с солнечными пластинами.

Плюсом является и обслуживание батарей и их элементов. Их срок годности большой, не придётся по любому поводу звать на помощь мастера. Самый достойный плюс – неисчерпаемость источника (Солнца). Пока оно светит в небе — энергии будет в достатке всегда.

Недостатков несколько, основные из них это:

При установке батарей на крыше дома , их следует размещать на южной стороне крыши, что бывает не очень удобно.
Круг регионов , где можно использовать данную технологию сужается в связи с погодой, нужно ясное небо и яркое солнце.
Система стропил дома должна быть идеально прочной , батареи не очень-то и легки, поэтому нужно учитывать обеспечение безопасности.
Зимой они малоэффективны , поэтому приходится использовать энергию в запасе или же подключить модули солнечных батарей гибридам системы.
При переизбытке энергии они могут отключиться на «профилактику». Нельзя допускать этого, тратить нужно в меру.

Комплектация

В стандартный комплект солнечных батарей обычно входит:

Солнечный вакуум коллектора;
Контроллёр, в его задачу входит слежение за нормальной работой всей системы;
Насос, он подаёт теплоноситель к накопительному баку коллектора;
Ёмкость объёмом в 500-1000 литров для горячей воды;

Электрический тэн и 7. Солнечные водонагреватели 15700 рублей

Чаще всего люди покупают полные комплекты солнечных батарей, именно для них есть таблица, которая поможет разобраться, что лучше купить:

Название комплекта	Цена	Характеристики
1. «Освещение»	19000 рублей	Максимальная мощность поглощения солнечных лучей и преобразования – 50 Вт, минимальная – 0,4 Вт. Рабочее напряжение – 300 Вт, минимальное – 12 Вт.
2. «Дачный»	95000 рублей	Максимальная мощность поглощения солнечных лучей и преобразования – 520 Вт, минимальное – 0,8 Вт. Рабочее напряжение – 600 Вт, минимальное – 24 Вт.
3. «Система солнечных батарей 2,4 кВт МРРТ»	438000 рублей	Максимальная мощность поглощения солнечных лучей и преобразования – 2460 Вт, минимальная – 5 Вт. Рабочее напряжение – 320 кВт, минимальная – 48 кВт.
4. «Система солнечных батарей 1 кВт»	200000 рублей	Максимальная мощность поглощения солнечных лучей и преобразования – 1040 Вт, минимальная – 3.3 Вт. Рабочее напряжение – 1500 Вт, минимальное – 24 Вт.
5. «Дачный 2»	95000 рублей	Максимальная мощность поглощения солнечных лучей и преобразования – 520 Вт, минимальная – 1.6 Вт. Рабочее напряжение – 600 Вт, минимальное – 24 Вт.

Монтаж и его стоимость

Схема работы устройства солнечных батарей

Стоимость монтажа солнечных батарей варьируется по разным ценам. Есть два вида монтажа батарей: переделка крыши, замена части крыши на сами пластины солнечных батарей (снимается вся кровля).

Многие посчитают, что батареи слишком большие для крыши, но это не так. Специально для таких случаев выпускают солнечные батареи, которые очень похожи, например на черепицу.

Стоимость такого монтажа по современным меркам около 50 долларов. А вот цена обычной установки батарей составляет в среднем 25 долларов, опять таки всё зависит от типа батарей по отоплению дома и мощности.

Монтаж проходит в следующем порядке :

Нужно правильно подобрать .
Солнечную панель монтируют на крышу дома.
Контролёр размещают на одной из стен дома (в местах недоступных для детей).
Аккумулятор должен устанавливаться около солнечных батарей.
Инвертор надо крепить в каком-нибудь подсобном помещении или же повыше на стены.

Низковольтные электронные приборы подключаются к контроллёру, высоковольтные к инвертору. Также, нужно знать, что нельзя ни в коем случае пытаться собственноручно установить все детали и запустить механизм.

Следует только следовать нескольким этапам :

Подобрать надо максимально свободный участок , без теней деревьев.
Крепить нужно их в определённом градусе и направлении. Минимально на 180 градусов на юг (при том варианте, если дом находится сверенном полушарии).
В зимнее время батареи плохо работают и отапливают дом , причина – мало солнца и снег, падающий на них. Способ устранения прост, специальной щёткой смести снег с панелей или устанавливать их на стенах дома.

Солнце – это источник энергии для всего живого на Земле. Учёные доказали, что если бы человек использовал хотя бы 1 процент энергии солнечных лучей, которые попадают на Землю за год, её бы хватило на годы вперёд для всех потребностей человечества.

Если в нашей стране солнечная энергетика – это энергетика будущего, то во многих европейских странах и странах северной Америки, её уже давно научились качественно «добывать» и использовать в своих целях. Помимо солнечной, существует так же и ветровая энергия или энергия воды. Но остальные два вида, дают значительно меньше желаемого результата, хотя так же активно используются на сегодняшний день.

Солнечные батареи работают по следующему принципу: солнечные лучи, попадая на поверхность батареи под углом 50-90 градусов, при помощи фотоэлектрических преобразователей перерабатываются в электроэнергию, откуда потом, электричество может поступать как в дом или в общую городскую сеть, так и накапливаться при помощи специальных аккумуляторов.

Основным составляющим элементом солнечной батареи является кремниевый минерал, который наносят на специальное покрытие, что вместе зовётся фотоэлектрическим преобразователем.

Кремний является одним из самых распространённых элементов на Земле, тем не менее подобного рода конструкция стоит не дёшево. Этот элемент является полупроводником.

Существуют и другие полупроводники, помимо кремния, которые так же используют в конструкциях солнечных батарей, но они относятся уже к редкоземельным элементам и стоят на порядки дороже. Их КПД составляет до 40 %.

В зависимости от способа нанесения кремния на поверхность батареи разделяют на три большие группы. Они отличаются, в первую очередь, технологиями нанесения, а так же качеством материала, из которого они изготовлены. Все вместе, эти показатели влияют на качество работы батареи: коэффициент полезного действия «КПД», срок службы и тому подобное. Ниже, приведены характеристики трёх самых распространённых групп солнечных батарей.

Тонкоплёночные или аморфные . Являются самыми недорогими, но в то же время и самыми низкопродуктивными. Их изготовляют по принципу нанесения тонкой плёнки кремния на основную панель, которая сверху покрывается защитным слоем. Средний КПД для таких батарей около 7-10%, что можно считать нормальным, учитывая цену. Покрыв такими батареями значительную площадь, можно добиться желаемого эффекта. Помимо этого, они быстрее изнашиваются, чем остальные именно из-за технологий нанесения полупроводника. Но, в таких моделях есть и свои плюсы. Тонкоплёночные солнечные батареи способны поглощать и перерабатывать солнечную энергию даже при рассеянном свете. Это означает, что даже в пасмурную погоду Вы сможете получить немного электричества. Имеют коричневую или чёрную окраску.

Поликристаллические . Их получают путём нагревания расплава кремния, нанесения его на основную панель и медленного охлаждения. Такие батареи прослужат Вам значительно дольше, их КПД также в разы выше «17-20%», соответственно и стоимость таких солнечных батарей будет выше. Хотя, в отличии от предыдущего вида, этот малоэффективен при рассеянном свете. Имеют синюю неоднородную окраску.

Монокристаллические . Являются самыми дорогими из всех кремниевых солнечных батарей. И это вполне оправдано как материалом, так и технологией нанесения. Их производят за счёт разделения минерала кремния на тонкие пластины, без переплавки и измельчения. В самородном варианте кристаллы кремния не встречаются, его добывают из кварца или песка.

Поэтому, чтобы получить пластины кристалла, сначала нужно пройти этап выращивания кристаллов в лабораторных условиях. За счёт этого, цена на монокристаллические батареи в разы возрастает. КПД таких батарей один из самых высоких и составляет 20-25 процентов. Имеют ярко-синюю однородную окраску.

Помимо технологий создания и качество основного материала, на продуктивность всей конструкции влияет так же и способы размещения батарей. Наиболее благоприятным для солнечных батарей является такое положение, когда угол падения прямых солнечных лучей приближается к 90 градусов. Конечно же такого угла добиться непросто, особенно учитывая то, что солнце изменяет своё положение в течение дня. Зато, можно подобрать такое положение и угол, при котором средний угол падения солнечных лучей за день будет максимальным.

Существуют конструкции с автоматизированным «иногда требуется вмешательство человека» или автоматическим «вмешательство человека не требует совсем» управлением, которое позволяет менять положение батареи в течение дня и в зависимости от времени года. Но, такие системы управления не каждому будут по карману. Зато, в частном доме, можно установить батареи таким образом, чтобы иметь возможность переставлять их или немного менять угол наклона вручную.

Это будет и не дорого, и удобно

Из-за созвучности слов, широко распространённым является мнение, что солнечные батареи для частного дома используются только для отопления дома. Это вовсе не так. Солнечные батареи всего лишь помогают перерабатывать солнечную энергию в электрическую, которую потом можно использовать для абсолютно любых целей: зарядки ноутбука, просмотра телевизора, для электроплиты, микроволновки и тому подобное. В том числе, и для электрического отопления дома.

За всем этим следует вполне логичный вопрос: а сможет ли солнечная батарея обеспечить все потребности обеспечения жилого дома? Ответ – да, стоит только правильно рассчитать нужно количество электроэнергии в месяц, после чего рассчитать нужное количество солнечных батарей.

Что касается отопления, то в случае водяного отопления в среднем, требуется около 200-300 Вт в час. Для этого будет вполне достаточно двух солнечных батарей средней работоспособности.

Для поддержания работоспособности круглые сутки, иногда в комплект входят и аккумуляторы для накапливания энергии. Поэтому, можете не волноваться, что ночью или в пасмурную погоду Вы останетесь без электричества. Минус только в том, что такие аккумуляторы не способны накапливать слишком много энергии, и их мощности хватит максимум на два-три дня при умеренном использовании. К тому же, время жизни аккумуляторов значительно меньше, чем самой батареи, за счёт чего, в будущем Вам придётся их менять. Поэтому, ещё одним способом избавиться от излишней энергии является скидывание её в общую городскую сеть, за счёт чего Вы будете получать дополнительный доход. Можно так же оплачивать электроэнергию этими деньгами во время пасмурных дней или ночью. Во многих странах уже давно практикуют подобные системы оплаты, это называется «Зелёный тариф». Вы будете либо получать прибыль, либо уходить в ноль. За счёт этого, солнечные батареи быстро окупаются.

Солнечные батареи своими руками – это процесс довольно условный, поскольку своими руками Вы сможете максимум соорудить каркас для их удерживания на крыше. Фотопреобразователи своими руками не сделать, их придётся покупать уже готовыми. Но, всё же сами по себе они стоят гораздо дешевле, чем солнечная батарея полностью готовая к использованию. На этом можно хорошенько сэкономить.

Расчет солнечных батарей для частного дома можно произвести достаточно просто. Количество солнечных батарей для поддержания жизнеспособности жилого дома можно осуществить из средней потребляемой электроэнергии за год, а так же исходя из уровня солнечной инсоляции в Вашем регионе. Инсоляция – это количество солнечной радиации в киловаттах, которое попадает на 1 метр квадратный участка земли за один час. Этот показатель напрямую зависит от географической широты и времени года.

Для России, территориями с наиболее высоким показателем инсоляции является южная и юго-восточная части. Средние показатели на востоке, а низкие – на севере и западе.

Если Вы планируете энергообеспечение на весь год, и зимой и осенью, то рассчитывать количество батарей следует из статистики самых неблагоприятных месяцев как минимум за последние 10 лет. К неблагоприятным месяцам относятся те, в которых количество солнечных дней наименьшее или же тогда, когда средний показатель инсоляции наименьший за весь год.

При таких расчётах, вы гарантировано будете обеспечивать себя 100% самостоятельно весь год, но переизбыток энергии будет огромным в летние месяцы. Если в Вашем городе нет «Зелёного тарифа», о котором упоминалось раньше, то такое количество солнечных батарей будет не рациональным в плане цены/полученной энергии. К тому же, количеств энергии, накопленной в аккумуляторе будет стоит дешевле, чем сам аккумулятор, что тоже не есть хорошо. В таком случае, наиболее рационально будет всё же время от времени использовать городскую электросеть.

Пример расчёта количества солнечных батарей на основе средней потребляемой электроэнергии в час приведён ниже:

Предположим, что потребность в электроэнергии составляет 20 киловатт в час «это можно определить экспериментальным путём», а средний уровень инсоляции в месяц – 3 киловатта в час. Мощность солнечных батарей – 0.3 киловатта в час. Следовательно, вам понадобится: 20/3/0.3 = 23 «округляем в большую сторону» штуки панелей.

Есть много способов уменьшить потребление электроэнергии при этом, не почувствовать дискомфорта:

выключать все электроприборы из розетки, когда ими никто не пользуется;
выключать свет, кода он не нужен;
заменить все лампы накаливания на энергосберегающие;
заменить всю старую технику на новую;
не использовать зарядные устройства, когда телефон/ноутбук заряжены на 100% и тому подобное.

Как ни странно, но зимой коэффициент солнечной инсоляции всего в 1.5-2 раза меньше, чем летом, с учётом того, что день солнечный. Проблема возникает при пасмурной погоде на протяжение недель. В регионах с подобным климатом установка солнечных батарей противопоказана, наоборот ветряки могут оказаться значительно эффективнее. Часто, продолжительная пасмурная погода бывает и осенью, из-за чего продуктивность солнечных батарей может не только снизиться, но и вовсе прировняться к нулю. Помимо всего прочего, эффективность зависит и от угла, с которым расположены солнечные панели. Зимой, максимально эффективный угол отличается от того, что есть летом, поскольку летом солнце находится выше. Поэтому, при установке солнечных панелей стоит предусмотреть так же и ручную смену угла в зависимости от времени года.

Максимальной эффективности зимой можно добиться за счёт расположение солнечной панели субверитикально или вертикально, с направлением на юго-восток.

Теперь, Вас должен посетить вполне логичный вопрос: сколько стоит солнечная батарея для частного дома. Одна поликристаллическая панель стоит порядка 70-80 долларов, а комплект «вместе с системой для закрепления, контроллером, преобразователем и предохранителем» – порядка 150-200 долларов. Солнечные батареи для частного дома купить можно в любом интернет-магазине, лучше всего с доставкой на дом.

Как уже говорилось выше, в основном, эффективность работы солнечных батарей зависит от их месторасположения. Если на батарею попадает даже незначительная тень, то эффективность всей панели снижается как минимум вдвое. Поэтому, в первую очередь стоит позаботиться о том, чтобы они были расположены максимально далеко от деревьев и солнечному свету ничего не мешало. Помимо деревьев, тень может падать от зданий или других сооружений. Даже маленький листочек, упавший с дерева, или же слет от птичьего помёта могут создать перебои в работе солнечных батарей.

Второй особенностью, на которую следует обратить своё внимание является ориентация. Если

Ваши панели расположены на земле, то выставить нужную ориентацию вручную будет несложно.

Но, из-за теней, расположение на земле применяется редко. С другой стороны, откорректировать направление на батареях, которые расположены на крышах не так-то просто. Особенно, если это крыша в виде треугольника. Тем не менее, старайтесь, чтобы направление батарей в летнее время было лицом на юг, а в зимнее – на юго-восток.

Ещё одной особенностью, о которой упоминалось выше является угол наклона. Он очень важен, поскольку максимальной эффективности можно добиться только при угле 90 градусов. Это практически невозможно, поскольку солнце меняет своё положение в течение дня. Тем не менее, можно отрегулировать угол так, чтобы угол падения солнечных лучей был в среднем 70-80 градусов за день, но не ниже 50.

Опора для солнечных панелей на крыше частного дома

Прежде всего важен материал. Из которого сделана крыша и то, сможет ли он выдержать нагрузки. Это очень важный фактор, поскольку солнечные батареи весят не мало. Вы должны произвести все расчёты, учитывая так же и вес снеговой шапки «минимум 10 сантиметров в высоту» зимой. Это нужно для того, чтобы крепление было надёжным и не подвело в самый неподходящий момент.

Если вы приобрели готовый комплект солнечных батарей, строго следуйте инструкции по установке.
Солнечные панели должны располагаться на высоте 5-10 сантиметров от поверхности крыши, что обеспечивает максимально комфортную работу, защиты от перегрева и скопления влаги, а так же – вентиляцию.
Обычно, панель солнечной батареи имеет вид прямоугольника и рассчитана исключительно на вертикальную или горизонтальную установку. Прежде, чем установить панель, внимательно прочтите паспорт и следуйте рекомендациям.
Нельзя сверлить в солнечной батареи дополнительные дырки для крепления, это приведёт моментально к её неисправности.

Чаще всего, в комплекте к солнечным батареям идёт и система крепления, но её можно соорудить и самостоятельно, при помощи металлических перекладин и саморезов. Важно только.

Чтобы материал для крепления был прочным и надёжным

Помимо всего, в комплекте с солнечными панелями идут обязательно преобразователь, контроллер, предохранитель и аккумуляторы. Суммарно вырабатываемый поток электроэнергии не должен превышать максимально допустимых значений для контроллера и преобразователя, поскольку это приведёт к их неисправности.

Соединение панелей происходит при помощи медного проводника, который будет стойким к ультрафиолетовому излучению с минимальным сечением 4 миллиметра. Проводники, которые выходят из солнечных батарей имеют разъём МС4, поэтому для соединение рекомендуется использовать коннекторы, а не скручивать. Плюс такого разъёма заключается в том, что он обеспечивает максимальную герметичность. Для варианта установки панели на крыше – это немаловажно.

Последовательность соединения такая:

Аккумуляторы подключаются к контроллеру
Солнечные батареи так же подключаются к контроллеру
С использованием предохранителя, к контроллеру подключаются пользователи 12В
Потребители 220В подключаются только к аккумуляторам через инвертор, также с использованием предохранителя.

Соблюдать последовательность важно, так, как Вы гарантировано не сможете нанести вред технике ещё до начала её использования. Солнечные батареи, это не только выгодное решение, но и экологически чистая энергия будущего.

Альтернативные источники получения электрической энергии становятся все более востребованными, ведь они дают возможность сделать свое жилье энергонезависимым, при этом позволяют дополнительно экономить на оплате счетов. Естественно, многие предварительно хотят узнать, сколько стоят солнечные батареи для частного дома, дабы точно понимать, на какие расходы нужно быть готовыми изначально.

Чтобы определиться с окончательной ценой, необходимо провести определенные расчеты, позволяющие определить мощность оборудования и условия функционирования. Исходя из этого, и определяется расчетная стоимость.

Проводим расчет мощности

Расчет солнечных батарей для частного дома проводится с учетом общей энергетической нагрузки, возлагаемой на будущую конструкцию. То есть, от того, сколько именно электричества нужно для полного обеспечения вашего жилья:

если вы хотите создать полноценную станцию, нужно ориентироваться на панели в 150-250 ватт;
если вам нужно сделать освещение для дачного домика, достаточно панелей в 50 ватт.

Рассчитываем потребление энергии

Прежде, чем покупать солнечные батареи для частного дом, отзывы о которых в подавляющем большинстве положительные, нужно определиться с общей мощностью всех питаемых приборов:

учтите все приборы, потребляющие «свет»;
запишите их мощность;
умножьте на количество времени работы в сутки.

Потребление электричества бытовой техники и различных приборов указывается в инструкции или на задней крышке.

Получив данные по каждому отдельному прибору, лампочке, сложите их - конечная цифра покажет, сколько киловатт в час необходимо вашему домовладению. Естественно, лучше немного округлить данные в большую сторону, чтобы перестраховаться. Поскольку все расчеты, как показывает практика, проводимые на данном этапе зачастую показывают минимальную потребность.

Полученные цифры станут основой для последующих подсчетов, позволяющих понять, какое именно количество панелей понадобится, какова будет их окончательная цена, сколько вспомогательного оборудования понадобится.

К слову, к вспомогательным приборам, обеспечивающим накопление и подачу собранной фотопанелями энергии, относятся:

специальные контролеры;
аккумуляторы;
инверторы.

Помните и о том, что в аккумуляторах «теряется» в среднем около пятой части собранного электричества. Так что это также обязательно принимайте при проведении подсчетов. То есть, полученное значение базового потребления необходимо увеличивать на 20%.

Как добиться рационального расхода света?

Конечно, стоимость солнечной батареи для частного дома может показаться кому-то слишком большой, но чтобы таких фотопанелей пришлось покупать меньше, позаботьтесь о рациональности расхода «света». Для этого:

замените лампочки на энергосберегающие;
используйте бытовую технику класса А и подклассов А+, А++, А+++.

Тем самым вы сможете существенно сократить расходы на закупку, установку панелей и прочих нужных приборов для их функционирования.

Не забывайте об инсоляции!

Пытаясь понять, сколько стоят солнечные батареи для частного дома, нужно помнить и о таком значении, как инсоляции. Она означает то, сколько именно энергии солнца попадает на каждую отдельную единицу площади фотопанелей.

При проведении всех подсчетов инсоляция учитывается в обязательно порядке. Ведь в некоторых регионах солнечного света бывает недостаточно, а потому даже наиболее мощные, производительные гелиосистемы так и не смогут «показать» заданную производителем конечную мощность. То есть, вы не будете получать необходимые объемы «света».

Естественно, инсоляция индивидуальна для каждого региона страны - получить подробные данные о ней можно двумя способами:

воспользовавшись специализированными справочниками;
покопавшись на сайтах метеорологической направленности.

Понятно, что наибольшая инсоляций приходит в летний период времени, а наименьшая - в холодные месяцы.

Конечные результаты

Когда у вас будут подсчитаны данные по потреблению энергии в вашем доме, а также подготовлены показатели активности Солнца в вашем городе, можно легко определить количество панелей.

В первую очередь энергетическую норму необходимо разделить на показатель инсоляции выбранного месяца.

Совет. Принципиально просчитывать все именно помесячно. Ведь инсоляция постоянно меняется, что сказывается на итоговых подсчетах.

Полученная цифра должна быть разделена на мощность установки, приглянувшейся вам (она указывается в документации к гелиопанелям) и число округляется в большую сторону, до целого - это и будет количество требуемых панелей.

Помните, что крайне важно точно знать, в какое время года вся система будет работать полностью - это связано все с той же инсоляцией. Ведь в разные месяцы для получения требуемого количества «света» понадобится разное количество фотобатарей.

Чтобы было понятнее, приведем конкретный пример:

допустим, суточная норма потребления энергии в доме составляет 15 киловатт/час;
инсоляция - 3 кВтч на каждый квадратный метр площади;
мощность одной фотобатареи достигает 300 ватт, то есть - 0,3 кВт;
для получения числа требуемых панелей расчет ведется следующим образом - 15/3/0,3 = 16,6;
округляем результат в большую сторону и получает 17 фотопаналей;
зимой показатель инсоляции может падать и составлять, например, 1 кВтч - в таком случае вам потребуется 50 фотопанелей.

В денежном выражении

Итак, вы решили приобрести солнечные батареи для частного дома и провели все расчеты, чтобы узнать стоимость комплекта. Как видите, все будет зависеть во многом от той мощности, которая потребуется вам.

Конечно, не стоит забывать, что есть и прочие составляющие, оказывающие непосредственное влияние на цену:

производитель;
тип используемых в выбранных гелиосистемах ячеек;
размеры.

Например, монокристаллические модели обойдутся несколько дороже, но и их эффективность будет повыше, а габариты - меньше. А вот поликристаллическое оборудование - несколько дешевле, но более габаритно.

Кстати, размеры также могут иметь определяющее значение - не всегда есть возможность поставить более крупные изделия.

Если говорить о фирме, производителе, то тут все довольно просто. Оборудование из Германии и США относительно дорогое, но высокого качества. Российские и китайские разработки будут дешевле, и по качеству если и уступают, то не сильно, поскольку они собираются из европейских комплектующих - по сути, в России и Китае налажена сборка уже готовых элементов, а не их производство.

Итог

Пользуясь нашими рекомендациями по проведению расчетов, вы сможете точно определить, сколько именно и каких панелей понадобиться для того, дабы обеспечить свое домовладение электричество - как в качестве постоянного, независимого источника освещения, так и в качестве дополнительного, резервного.

На видео можете посмотреть жесткий тест солнечных батарей

Уже не одно столетие прошло с тех пор, как родилась идея о применении солнечной энергии в бытовых целях, к примеру, для автономного отопления дома или езды на автомобиле. Солнечные батареи для дома – устройства, которые на сегодняшний день может позволить себе каждый человек. В большинстве стран мира с преимущественно жарким климатом солнечное электроснабжение является неотъемлемым атрибутом установки дома. Но, к сожалению, нашей страны это пока не коснулось, хотя мода неуклонно растет.

Теперь такие устройства не являются новшеством и диковинкой, а наоборот желанием многих. Некоторые путают понятия «солнечные батареи» и «коллекторы». Хотя принцип их работы и система значительно отличаются. В отличие от коллекторов батареи вырабатывают электричество под воздействием энергии Солнца напрямую без теплоносителя. А посколькуежегодно такие устройства совершенствуют, на сегодняшний день они стали максимально компактными и оригинальными по внешнему виду. Потому их чаще называют солнечными панелями. Данная статья повествует о том, как работает система солнечного электроснабжения, какие выбрать, какова стоимость.

Определение и принцип работы
Виды солнечных панелей
Критерии выбора

Определение и принцип работы

Солнечные батареи – система, состоящая из фотоэлектрических преобразователей, благодаря которым возникает фотоэффект. Фотоэффект осуществляется за счет переходов р-n. Принцип работы устройства заключается в преобразовании солнечной в электрическую энергию. Основой и ключом данного преобразования является полупроводник. Самым эффективным и актуальным на сегодняшний день фотоэлементом считается кремний.

В производстве автономного электроснабжения от энергии Солнца существуют два типа кремния: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллический кремний характеризуется по внешнему виду темно-серым оттенком и тонкими линиями поверхности. Он производится в промышленных условиях и в процессе производства разрезается на тончайшие пластины. Поликристаллический кремний является представителем полупроводников нового поколения с большим процентом коэффициента полезного действия. Процесс изготовления поликристаллического кремния кардинально отличается отего предшественника. Применяется способ литья, а внешний вид пластины на основе поликристаллического кремния характеризуется синим оттенком с переливами. Поликристаллический кремний дополняют другими микроэлементами, такими как мышьяк и бор.

Как выше писалось, чтобы преобразовать такую энергию в электричество следует организовать все условия для создания фотоэффекта, связанного с физическими термином «переход р-n». Фотоэлемент имеет конструкцию, состоящую из двух частей, так сказать пластин, кремния. В одной из пластин находятся атомы бора, а в другой – мышьяка.еще одним отличием такой конструкции считается переизбыток электронов в одном слое и недостаток в другом. Границей верхнего и нижнего слоев является этот самый переход p-n.

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Итогом соприкосновения солнечных лучей с полупроводником становится освещение и взаимодействие верхнего и нижнего слоев по типу электродов обычной батареи. Солнечная энергия активизирует электроны, находящиеся в пластине. Далее происходит перемещение их по кругу с одного слоя в другой. Чтобы в такой ситуации получить автономное электроснабжение следует напаять тонкий слой проводника и организовать подключение к напряжению. Поскольку такая энергия получается природным путем без применения химических реакций, срок эксплуатации системы достаточно большой, что подтверждают многочисленные отзывы пользователей.

Известно, что целенаправленное изучение данной науки на увеличение КПД солнечной батареи привело к использованию дополнительных микроэлементов, способствующих работоспособности систем. Теперь совместно с кремнием применяются в производстве солнечных станций такие элементы: галлий, арсенид, медь, селен, кадмий.

Виды солнечных панелей

Солнечные батареи для частного дома могут быть трех видов, различающихся технологией производства, а также дополнительными компонентами. В основу всех видов входит самый на данное время эффективный фотоэлемент – кремний. Вот основные виды данной батареи для частного дома:

Критерии выбора

Для того чтобы выбрать солнечные батареи для дома, следует осуществить расчет потребляемой энергии, а также расчет возможностей комплекта данного устройства. Второй пункт максимально зависит от мощности выработки энергии при определенных погодных условиях. Для расчета выработки солнечной энергии необходимо учитывать угол наклона панели.

Для круглогодичного потребления солнечной энергии рекомендуется выбрать угол больше на 15̊ от географической широты.

Расчет ожидаемой солнечной энергии требуется проводить для трех частей года: расчет для зимнего минимума, расчет для основной части года и расчет летнего максимума. В разных странах показатели этих минимумов и максимумов выработки энергии Солнцем отличаются. Среднестатистическая инсоляция вычисляется на 1 кв.м. По многочисленным отзывам, сколько бы ни была указана производителем максимальная мощность комплекта батареи ориентироваться следует на номинальную, поскольку она неизменна.

Для обеспечения частного дома автономным электроснабжением одних солнечных батарей недостаточно, в комплект нужно еще включить аккумулятор, контролер напряжения и инвертор. Основываясь на отзывы пользователей такими чудо-устройствами, можно смело заявить: сколько бы не стоила данная конструкция,если правильно рассчитать потребляемую и вырабатываемую Солнцем энергию, можно обеспечить себя отличной заменой электричества. Как известно времена меняются, и прогресс на месте не стоит, поэтому вполне вероятно, что скоро солнечная энергия полностью заменит электричество.

Солнечная энергия — это эффективный и бесплатный источник энергии. Поэтому технологии, связанные с получением и преобразованием солнечного света, постоянно совершенствуются. Используются солнечные батареи для частного дома, дачи, могут быть использованы в целях освещения беседки, сада, дома. Но для разных целей требуются различные типы батарей.

Достоинства и недостатки батарей на солнечной энергии

Для дома и дачи требуется устанавливать надежные батареи, чтобы использовать их в качестве отопления.

Преимущества такого обогрева:

автономность использования, что удобно для дачи;
комплекс не требует дорогостоящего обслуживания;
солнечная энергия экологически чистая и неиссякаемая ;
комплекс работает бесшумно , располагается на крыше и не занимает полезного пространства;
солнечные панели безопасны и долговечны ;
очень прост, и его можно выполнить своими руками;
для установки не требуется разрешений.

Но существуют и недостатки:

покупка довольно дорогостоящая и может сильно ударить по кошельку:
если в году мало солнечных дней или продолжительность дня невелика, то комплекс будет малоэффективен.

В зависимости от типа установленного комплекса и сложности системы, отопление можно регулировать. Для отопления нужно выбирать качественные и надежные, чтобы они не подвели и прослужили как можно дольше. При выборе нужно рассчитать необходимое количество панелей. Например, чтобы обеспечить нужды семьи из четырех человек, потребуется примерно двадцать квадратных метров. следует делать с учетом, что 1 квадратный метр панелей дает мощность в 120 Вт.

Принцип действия

Чаще всего применяются солнечные батареи для частного сектора. Но устройства требуют к себе внимания. Чтобы отопление частного дома солнечными батареями было эффективно, необходимо разместить комплекс на южной стороне крыши, наклон должен быть не менее 45 градусов . Также важно, чтобы перекрытия были крепкими, так как весить солнечная батарея может довольно прилично, а зимой стропила должны выдерживать снег. Проблему можно решить, выбрав пленочные солнечные батареи, их вес меньше и цена ниже за счет использования аморфных веществ.

Если правильно рассчитать требуемую мощность и установить комплекс, то он может окупиться уже за три года. Примерный срок службы составит двадцать пять лет. Но проектирование системы отопления должно быть осуществлено совместно с проектированием дома.

Солнечные панели можно устанавливать не только для загородных домов и дач, но и для квартир. Для квартир дешевую солнечную энергию можно использовать в качестве дополнительного источника. Для отопления потребуется большая площадь установки комплексов, в условиях квартиры их будет сложно разместить.

Довольно прост, суть заключается в фотогенераторах энергии. Солнечный свет попадает на панель, а р-n переход наделен свойством преобразовывать световую энергию в полезную электрическую. Далее энергия накапливается в аккумуляторах и происходит нагрев воды.

Солнечная батарея, используемая для отопления, состоит из 3-х основных частей :

прозрачная верхняя часть (стекло и пластмасса), в ней циркулируют вода и воздух;
поверхность, поглощающая солнечный свет;
резервуар для воды, где она прогревается и поступает в радиаторы отопления.

Виды панелей

Различие панелей главным образом заключается в основном используемом веществе, сейчас в продаже можно найти:

монокристаллические кремниевые батареи;
поликристаллические кремниевые батареи;
тонкопленочные панели.

Состоят монокристаллические батареи из кристаллов кремния высокого качества, их выращивают только в промышленных условиях. Одна такая панель обладает мощностью от 0.03 кВт. Монокристаллические панели капризны и дорого стоят, поэтому их используют большей частью для дополнительного или резервного использования.

Поликристаллические модели наиболее популярны для использования в качестве обогрева домов. Они дешевле, менее капризны. Отличие от монокристаллических в использовании менее качественных кристаллов. Поэтому мощность их тоже страдает. Но зато поликристаллические модели могут похвастаться работой в пасмурные дни.

Тонкие солнечные батареи изготавливают с применением примесей, чаще всего аморфного кремния, за счет этого и достигается эластичность. Такие панели стоят дешевле аналогов, но и производительность их невелика. Поэтому солнечные батареи в быту применяются чаще всего . Зато установить солнечные батареи на крыше довольно легко, в сети интернет предложено много видео на данную тему. Пленочные батареи можно установить на крышах беседки , небольших по площади дачных строениях и даже на крышу авто. За счет аморфного вещества панели гибкие и хорошо ложатся на неровную поверхность.

Итак, если площадь ограничена, то лучший вариант – монокристаллические панели, также они подойдут для отопления частного дома.

Если в году больше пасмурной погоды, а бюджет ограничен, идеальный вариант — поликристаллические комплексы, они подойдут и для дома и для дополнительного источника энергии в квартире. Эти солнечные батареи для отопления дома, идеальны для нагрева воды.

Для экономии на освещении сада и дачи смело можно выбрать пленочные модели батарей . Они удобные, легкие и дешевые. Конечно, чего о них не скажешь, это то, что они подойдут в качестве автономного отопления или для нагрева воды, для этих целей они слабы.

Эффективность отопления от солнечной энергии

Солнечные батареи применяются чаще всего как источник возобновляемой и бесплатной энергии. Поэтому в целях отопления дома эффективны они будут для электрических систем отопления, а также для нагрева воды. В комплект солнечных батарей входит:

обыкновенный преобразователь;
преобразователь переменного тока в постоянный;
датчик уровня заряда батареи;
система отбора мощности;
панели и аккумулятор.

Отопление для дома можно сделать , при этом можно выбрать красивые настенные радиаторы с датчиками и регулировкой температуры , чтобы достичь наибольшей экономии. Также удобно использовать такую систему, как теплый пол. В этом случае нагрев будет равномерный, а распределяться в помещении будет путем движения потоков воздуха. По эффективности система не будет уступать радиатору или конвектору. А при использовании батарей с большой мощностью (мощность можно наращивать, добавляя панели), можно использовать энергию для нагрева воды. Комплект солнечных батарей для дачи или загородного дома в этом случае будет не только экономным, но и полезным, особенно на участках, где существуют перебои с подачей воды, или ее отключают на лето.

Чтобы нагрев воды и подача электричества в дом поступали с максимальной выгодой, солнечная батарея устанавливается на крыше дома. Нагрев панелей в этом случае будет максимально эффективным. От пластин ведут две батареи, по одной холодная вода поступает к батарее, нагревается и поступает во внешний теплообменник. Далее в котел и распределяется к душу или раковине. Если солнечная батарея довольно большая можно попробовать подключить радиаторы с теплоносителем в виде воды. Для этого потребуется большой котел или бак, электрический насос и ТЭН.

Если от солнечной энергии будет работать и источник горячей воды, то необходимо рассчитать мощность и для него. В среднем 1 квадратный метр площади панели на человека. Примерно по такой же формуле рассчитывается и затраты на теплый пол, один квадратный метр панели на 10 квадратных метров пола.

Если в году не так много солнечных дней, преобладают пасмурные дни и долгая зима, лучше использовать солнечную энергию, как дополнительный источник электричества. Также для эффективной работы следует убрать возможные помехи (тень от деревьев) или исключить близость высоток. Для установки оборудования и монтажа панелей можно воспользоваться видео инструкцией.

Комплектация

Солнечные батареи для дачи включают в себя не только панели. Для отопления потребуются и дополнительные материалы, если для обеспечения потребности в горячей воде требуется и бак, то для использования энергии комплект солнечных батарей должен включать:

панели, работающие на лучах солнца;
аккумуляторы (они накапливают энергию выработанную панелями);
контролер заряда аккумулятора (его задача не допустить переизбытка энергии в батарее);
автоматы или прерыватели (отвечают за безопасное использование и ремонт системы);
инвертор (преобразовывает постоянный ток в переменный, и обеспечивает стабильную работу оборудования подключенного к сети);
автоматика контроля (необходима, если энергия солнца используется как дополнительный источник).

Именно такая система является самой безопасной и надежной для использования в качестве эффективного нагрева дома. Поэтому при выборе и установке автономного источника отопления следует тщательно рассчитать требуемую площадь панелей, обеспечить их равномерный и постоянный нагрев