Солнечные батареи для частных домов

Постоянное повышение количества потребителей электроэнергии значительно повышает ее стоимость, которая повышается каждый год. Эта проблема стала волновать не только борцов за экологию, но и многих других людей, так как близка ситуация полного истощения энергоресурсов земли.

Дом с солнечными панелями

Именно поэтому, на протяжении нескольких прошедших десятилетий, многие компании обратили внимание на процесс получения энергии из возобновляемых ресурсов: энергия воды, земли, солнца. Уже сегодня можно воспользоваться плодами этой работы, так как производство солнечных батарей для промышленного и бытового применения позволяет обеспечить потребителей электроэнергии чистой энергией, за которую не нужно платить.

Солнечные батареи используются уже на протяжении многих лет компаниями, которые пропагандируют борьбу за экологию или стараются сэкономить на источнике электроэнергии благодаря современным разработкам.

Ранее, предложений для бытового использования в этой сфере практически не было, что связано с недоработанной системой и отсутствием спроса, так как еще несколько десятилетий назад над рассматриваемой проблемой мало кто задумывался. Что же представляет собой современный вариант исполнения оборудования по извлечению и преобразованию солнечной энергии в электричество?

Устройство и принцип работы

Устройство панелей

Подобная система, как правило, состоит из следующих основных элементов:

  1. Панели, которые проводят сбор лучистой энергии. От площади их поверхности зависит мощность установки. Но при этом отметим, что другие составляющие системы также должны соответствовать показателю мощности панелей. Многие «умные дома» имеют панели сбора лучистой  энергии встроенные в крышу.
  2. Преобразователь энергии – наиболее важный элемент. Он встроен в панель и представляет собой уложенные определенным образом полупроводники, которые созданы на основе кристаллов кремня. Вместе с защитными элементами конструкции, которые входят в панели, они создают основную часть системы по сбору и преобразование солнечной энергии.
  3. Накопительный элемент. В зависимости от предназначения системы, зачастую необходим накопительный элемент. Солнечная энергия может собираться только в определенное время. При этом, плохая погода, пора года, оказывает влияние на продолжительность этапа сбора солнечной энергии. Таким образом, если оборудование работает днем, к примеру, когда все на работе и потребление электричества минимальное, тогда излишки можно перенаправить в накопительный элемент (батареи различного типа) и ночью или в ненастную погоду дом будет также снабжен электричеством.
  4. Преобразователь тока. Современная бытовая техника очень восприимчива к тому, какая чистота, напряжение и сила тока у подаваемого электричества. Панели делают так, что они сразу вырабатывают ток с нужными показателями. Однако, в некоторых случаях, работа может быть нарушена и для контроля подаваемого тока используются специальные системы его преобразования.

Габаритными элементами можно назвать панели, которые проводят сбор и преобразование энергии, а также батареи. К сожалению, именно от их габаритных размеров зависит эффективность работы солнечной батареи.

Принцип работы

Принцип работы можно описать следующим образом:

  1. В дневное время суток проводится сбор солнечной энергии. При этом, важны площадь панели и угол ее наклона.
  2. Попадая на полупроводник с кристаллами кремния, кванты выбивают с внешней орбиты электроны, которые становятся свободными. Большое количество свободных электронов создает ситуацию возникновения тока, который пригоден для бытового использования.
  3. После этого, электроэнергия проходит через преобразователь, при его наличии, и распределяется между батареей и потребителями.

Таким образом происходит снабжение дома электрической энергией.

Область применения зависит от широты, географической местности и климатических условиях. При большем уходе от экватора продолжительность светового дня уменьшается.

Кроме этого, есть места с дождливым климатом, что также затрудняет использование подобной системы.

Использовать солнечные батареи можно в бытовом и промышленном масштабе.

Зачем нужны в частном доме?

В частном доме подобная система способна при правильном расчете и установке обеспечить все потребители электричеством. Кроме этого, существуют специальные варианты исполнения, которые преобразуют энергию солнца в тепло.

На практике, установка солнечных батарей позволяет  за несколько лет сэкономить намного больше, чем стоит вся система. При этом, необязательно отключать центральную систему электроснабжения. При грамотном подходе можно оставить центральное питание, но включать его только при малом количестве энергии, созданной солнечными батареями.

Преимущества и недостатки

Солнечные панели на крыше дома

При организации системы отопления нужно отметить следующие достоинства:

  1. Не нужно платить за дорогие энергоносители, которые используются при нагреве воды в центральной отопительной системе.
  2. Можно использовать современные отопительные системы, которые могут работать по установленному графику или для поддержания установленных показателей микроклимата.
  3. Эффективность современных элементов отопительных систем значительно выше.

При этом есть и недостатки:

  1. КПД используемых полупроводников на уровне 30%.
  2. Для того, чтобы отпить большой дом следует устанавливать большое количество панелей для сбора солнечной энергии.
  3. Учитывая то, что отопление проводится в зимнее время, когда продолжительность светового дня занимательно уменьшается, можно ожидать сбои в отоплении.
  4. Для того, чтобы поднять эффективность системы следует обеспечить качественную теплоизоляцию помещений.
  5. На начальном этапе большие затраты, так как все новое и эффективное стоит не дешево.

Виды

Солнечные панелиСолнечные батареи классифицируются следующим образом:

  1. По предназначению – получение электроэнергии или накопление тепловой.
  2. По виду основного материала, которые используются при создании преобразователя: на основе кремния или пленочные.

В остальном их отличия незначительные.

Провести выбор можно по следующим параметрам:

  1. Стоимость. В большинстве случаев, обращают внимание именно на этот показатель. Стоимость солнечных батарей, у которых КПД около 37%, значительно выше из-за особенностей используемых полупроводников.
  2. Репутация производителя. Подобные системы производят небольшое количество компаний, обслуживанием и ремонтом занимается еще меньше. Поэтому, следует обратить внимание на продукцию известных производителей, которые не будут экономить на качестве комплектующего и этого хорошо отражается на надежности их продукции.
  3. Количество элементов – при увеличении этого показателя повышается эффективность использования.
  4. Размеры панелей.
  5. Наличие защитных элементов – довольно важный показатель. Все материалы, которые преломляют свет или задерживают его, снижают эффективность батареи.
При выборе также сразу стоит учесть то, где будут установлены панели, так как нужно будет позаботиться и о креплении.

Как установить своими руками?

Установку из-за плотной застройки проводят на крыше.

Провести установку на крыше дома можно при наличии следующих материалов и инструментов:

  • шуруповерт;
  • отвертка;
  • молоток;
  • плоскогубцы;
  • деревянные бруски или профиль из металла;

Процесс установки можно описать следующим образом:

  1. Для того, чтобы нагрев кровли не влиял на работу системы делается каркас, который обуславливает наличие зазора около 15 сантиметров.
  2. Проводим разметку на земле.
  3. Собираем каркас из металлического профиля или брусков согласно размерам панелей. Для соединения используем шурупы.
  4. Крепим каркас на крыше.
  5. Проводим крепление панелей к каркасу.
  6. Подсоединяем панели к другим элементам системы.

Для создания понадобится провести следующие действия:

  1. Подобрать наиболее подходящий фотоэлемент.
  2. Создать каркас, который не будет пропускать инфракрасный спектр и защитит фотоэлементы от механического воздействия.
  3. Провести спайку фотоэлементов между собой.
  4. Провести герметизацию панели.

Цена и отзывы

Панели выпускают в сборе, и они сразу готовы к установке и использованию.

 

Цена в большой степени зависит от престижности производителя и от типа используемого вещества при создании полупроводника, а также от используемого оборудования в системе. К примеру, Vaillant auroTherm plus VFK 150 H стоит около 1000$, а Vaillant set auroSTEP plus 250 P HF уже 5000$, так как снабжен специальным водонагревателем.

Выполнить все можно самостоятельно и за короткий промежуток времени.

Отзывы:

  1. Михаил, г. Ижевск. «Приобрел батареи сразу с водонагревателем и после установки в летнее время вообще не платим за электричество.»
  2. Артем, г. Саратов. «Если обобщить мой опыт использования, то нужно быть готовым к чистке панелей от снега, грязи, птичьего помета. Иначе будешь сидеть без тепла и света.»
Оставить комментарий

очиститьОтправить