В современном мире человек больше не может представить свою жизнь без использования электрической энергии. Помимо стандартных способов получения электрического питания, существуют и альтернативные. Применив солнечные батареи на даче, вы сможете обеспечить постоянное освещение, питание любых бытовых электрических приборов, некоторых видов садовой техники, и многое другое. Полученная энергия будет абсолютно бесплатной и практически бесперебойной.
Для правильного выбора солнечной батареи (СБ) необходимо знать, как она работает, ведь многие рядовые пользователи (без специального образования) считают, что солнечные батареи - это некий элемент, способный накапливать солнечную энергию.
Схема получения электричества с помощью солнца
На самом деле, преобразование солнечных лучей, попавших на поверхность батареи, в электрический ток — процесс достаточно сложный. Солнечный модуль – кристаллическая (кремневая или галлиевая) пластина, преобразующая энергию светового потока в электроток в силу физико-химических свойств и процессов.
С солнечного модуля электричество по проводам стекает в аккумуляторную батарею (АБ), подпитывая ее. Полный заряд АБ определяется контроллером. В рабочем режиме ток поступает с аккумулятора на инвертор, а с него на электроприборы и освещение. В этом процессе есть и режим ожидания, когда зарядка уже полностью завершилась, а инвертор еще не включен (например, люди спят или поехали в гости).
Основные элементы СБ:
Для надежной и бесперебойной работы, в схему, описанную выше, необходимо добавить дополнительные элементы, обеспечивающие безотказную работу солнечного модуля, аккумулятора и инвертора.
Батареи, работающие от солнца, изготавливают из разных материалов и бывают они разных видов. Полная мощность одного модуля для бытовых нужд (в зависимости от размеров) составляет 10-350 ватт.
Для расчета необходимого количества элементов берут среднее значение, которое должна обеспечивать любая батарея в пасмурную погоду – 80-100 Вт/кв. м.
Если полностью покрыть дом с площадью крыши – 100 кв. м, то средняя мощность составит:
100*100=10000 Вт = 10 кВт,
что вполне хватит для работы всех электроприборов.
Но в быту применяются кремниевые СБ всего трех типов:
Рассмотрим каждый из них.
Для изготовления используются однородные кристаллы кремния. Специальные условия, создаваемые при выращивании, определяют их высокое качество, а также надежность и эффективность самой СБ.
Монокристаллические модулиЦена на них высока (по сравнению с другими), а монтаж устройства и последующая эксплуатация иногда вызывает трудности. При чистке пластин необходимо действовать с осторожностью. Малейший нажим и они могут треснуть.
Такие СБ часто загрязняются и КПД их падает. Эффективное использование может быть организовано, если вы имеете достаточное количество средств на очистку или же используете такую систему в качестве временного резерва.
Производительность модулей такого типа невелико из-за того, что для их создания используются материалы более низкого качества. В результате этого, поликристаллические модули имеют эффективность на 5-10% меньше монокристаллических.
Но чистку они выдерживают свободно. Из-за поликристаллической структуры повредить их достаточно сложно
Их изготовление производится из кремния (аморфного) или же из других материалов, имеющих в своем составе, необходимые для процесса преобразования примеси.
Тонкопленочные модулиПокупка и эксплуатация модулей этого типа имеют свои позитивные и негативные стороны
Желательно, чтобы вы подыскали специалиста по монтажу СБ. Можно узнать о нем в магазине, где вы совершаете покупку или в глобальной сети. Если же установку производите вы сами, необходимо знать несколько особенностей работы такого оборудования.
Монтаж солнечных панелейСмонтировать батареи на вашей даче лучше и легче всего на крыше дома. Это самая большая площадь, но тут есть несколько нюансов:
При неточном размещении, лучи дневного светила попадают на поверхность модуля под неправильным углом, что значительно снижает их мощность.
Это необходимо чтобы в разные сезоны можно было сменить угол наклона. Ведь зимой солнце располагается намного ниже, чем в остальное время года.
В идеале, желательно, чтобы даже в течение дня, батареи были повернуты к светилу под углом 90 0 . Ведь при стационарном положении СБ будут отдавать полную мощность, когда солнце расположится в зените. А при восходе или заходе светила КПД будет низким.
Для устранения этого недостатка необходим специальный сервомеханизм с фотоэлементами и автоматикой (можно купить или выписать через глобальную сеть). Это система, фактически, будет «следить» за солнцем и поворачивать СБ на нужный угол.
Она работает так.
К электромоторам, которые перемещают СБ, подключена схема с фотоэлементом, настроенная на определенный уровень освещения. Как только количество света изменится (солнце «ушло», облако), устройство дает команду моторам, и они вращаются, пока уровень освещения фотоэлемента не достигнет нужного значения.
Такое устройство можно сделать своими руками. Один из вариантов можно увидеть на видео:
В данной конструкции угол наклона батарей (зависит от высоты солнца над землей) меняется с помощью насоса и поршней, а слежение за перемещением солнца в течение дня, осуществляется отдельным (для каждого модуля) мотором.
Отопление дома (если у вас нет подвода газопровода) можно полностью сделать электрическим. Это возможно осуществить с помощью солнечных модулей, если они покрывают большую площадь.
Причем существует два варианта такого обогрева:
Первый вариант считается эффективным. Его достоинства в заключаются в отсутствии труб, экономичности и простоте эксплуатации.
Отопление частного дома солнечными батареямиИз недостатков выделяют быстрое остывание и большое потребление энергии, ведь приборы должны быть все время включены на полную мощность (1-3 кВт в каждой комнате).
Второй вариант намного дороже, но имеет много положительных качеств:
Из недостатков:
Из вышеописанного можно выяснить, что СБ площадью менее 70 кв. м не смогут обогреть все комнаты в полной мере, если у вас установлены приборы непосредственного обогрева – просто не хватит энергии. Но ее вполне может хватить на второй (водный) вариант.
К позитивным свойствам относятся:
К негативным свойствам относятся:
Для того, чтобы эффективно и выгодно вложить собственные средства, необходимо заранее определиться, какие цели вы преследуете.
Если в вашем регионе происходят частые, но кратковременные отключения электроэнергии, и вы хотите обзавестись резервом – это не лучший выход.
Установка солнечной батареи достаточно дорога, поэтому, ее приобретение стоит осуществлять только при долговременных отключениях электричества или при полном его отсутствии.
Если вы все-таки хотите устанавливать батареи, то вам необходимо привлечь специалистов-энергетиков, чтобы рассчитать ваше среднесуточное и среднемесячное потребление электричества. И только после этого, учитывая ваши потребности, решите – тратить вам деньги на приобретение СБ или нет.
Что делать, если на даче по какой-то причине нет электричества? Можно, конечно, приспособиться и к такой жизни, наслаждаясь проверенными временем технологиями: для освещения пользоваться свечами и керосиновой лампой, для хранения продуктов выкопать погреб, воду носить ведрами и греть на огне, от телевизора отказаться и т.д. Однако такой «отдых» вряд ли будет по-настоящему комфортным: рано или поздно все равно придется искать способы получения электричества с помощью альтернативных источников энергии.
Чаще всего об этом задумываются в следующих случаях:
Самый простой и доступный из альтернативных источников энергии – солнечные батареи. Фотоэлементы на основе кремния, соединенные в электрическую цепь для преобразования энергии солнечного света в электроэнергию, были изобретены в США и начали использоваться на американских и советских космических спутниках еще в 1958 году. В наше время на них работает портативная техника (калькуляторы, термометры, фонарики), космические аппараты, электромобили и яхты, даже разрабатывается самолет, который будет летать за счет энергии, полученной от солнечных батарей.
Во многих странах созданы крупные солнечные электростанции, а правительство Франции планирует уложить 1 000 км автодорог со встроенными солнечными панелями, чтобы каждый километр такого покрытия обеспечивал электроэнергией 5 000 человек (без учета отопления). Солнечные батареи нашли применение даже в медицине: в Южной Корее крошечные фотоэлементы вживляют в кожу пациента для бесперебойной работы имплантированных приборов, например, кардиостимулятора. Такой длительный опыт и широкое применение солнечных батарей свидетельствует о надежности, экономичности и высокой эффективности этой технологии.
В этой статье я расскажу о собственном опыте использования солнечных батарей на даче. Прежде всего необходимо заметить, что для обеспечения потребностей небольшого дачного дома в электроэнергии требуется собрать целую мини-электростанцию, в которую, кроме самих солнечных батарей, входят аккумуляторы для накопления заряда, контроллер для управления системой и инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.
На российском рынке представлены солнечные батареи (солнечные панели) отечественного, европейского и китайского производства. На нашей даче установлены отечественные солнечные панели - мы купили их непосредственно у производителя в Зеленограде. В Москве работает несколько специализированных фирм, которые предлагают как отдельные элементы для самостоятельной установки солнечной мини-электростанции, так и полный комплект необходимого оборудования с доставкой и установкой под ключ. Специалисты этих компаний дают профессиональные советы и консультации, просчитывают для каждого клиента необходимую мощность и состав системы.
Солнечные батареи имеют неограниченный срок службы. Они вырабатывают постоянный ток напряжением 12В. В зависимости от размера панели бывают разной мощности. Чтобы собрать автономную солнечную мини-электростанцию, нужно приобрести несколько солнечных батарей. Точное количество батарей (точнее, их необходимая мощность) высчитывается, исходя из необходимого вам потенциального расхода электроэнергии. В летние солнечные дни эффективность работы панелей максимальная. В пасмурную погоду панели тоже вырабатывают электроэнергию, но в меньшем количестве. Это надо учитывать при расчете мощности системы, если вы планируете пользоваться ей не только в летнее время, но и зимой.
Электрическая энергия, которую вырабатывают солнечные панели, накапливается в аккумуляторах. Для эффективной работы системы лучше всего использовать специальные гелевые аккумуляторы глубокого разряда, которые не требуют специального обслуживания, герметичны и безопасны при установке внутри дома. Для небольшого дачного домика с минимальным потреблением электроэнергии требуется как минимум 3-4 аккумулятора емкостью по 100-120 А*ч каждый. Они надежны, долговечны и выдерживают много циклов заряда и глубокого разряда.
Между солнечными панелями, вырабатывающими электроэнергию, и аккумуляторными батареями, которые эту энергию накапливают, устанавливается контроллер. Контроллеры различаются по техническим характеристикам и стоимости. Как ни странно, это самый главный элемент управления солнечной мини-электростанцией: контроллер защищает аккумуляторы от полного разряда и от перезаряда, которые для них очень опасны. В случае недопустимо низкого разряда аккумуляторов контроллер отключает нагрузку. В том случае, когда аккумуляторы полностью заряжены, контроллер не дает энергии от солнечных батарей поступать в аккумуляторы.
Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток напряжением 12В, в то время как большая часть электроприборов работает от переменного тока напряжением 220В. Поэтому в систему солнечной мини-электростанции включают инвертор, который преобразует постоянный ток 12В в переменный ток 220В. Лучше всего использовать более дорогие инверторы, которые выдают ток так называемой чистой синусоиды («чистый синус»). Более дешевые инверторы, вырабатывающие ток модифицированной синусоиды, для некоторой техники могут не подойти.
Как правило, во всех солнечных мини-электростанциях устанавливаются отдельные розетки для приборов (потребителей), работающих от постоянного (12В) и переменного тока (220В). От постоянного тока могут работать энергосберегающие осветительные приборы, водяные насосы, холодильники и даже телевизоры. Вся остальная техника требует переменного тока напряжением 220В. По возможности выбирайте оборудование, которое потребляет как можно меньше электроэнергии, – на современном рынке бытовой техники существует огромный выбор таких энергосберегающих устройств.
На нашей даче небольшая система из солнечных батарей успешно проработала несколько лет, пока не появилась возможность подключиться к общей электросети. Конечно же, когда после установки солнечных батарей мы смогли включить нормальный свет, холодильник, насос для воды, антенну и телевизор, это было просто чудо.
Однако за системой необходимо постоянно следить и поддерживать ее в правильном, работоспособном состоянии. Например, контакты на месте соединения проводов от солнечных панелей с контроллером заряда периодически окисляются и перестают качественно проводить заряд. Поэтому их необходимо периодически зачищать и подключать заново. Если этого не делать, то заряд от батарей поступает в аккумуляторы не полностью, мини-электростанция накапливает меньший запас электричества, чем рассчитывалось, и при включении обычной (рассчитанной для нее) нагрузки уже не справляется: скорость разряда становится быстрее скорости заряда. Кроме того, если система бюджетная и не очень мощная, необходимо очень четко понимать, какие электроприборы можно включать одновременно, а какие – нет.
Пока у нас с мужем была возможность часто ездить на дачу и следить за солнечными батареями, все хорошо работало и никаких проблем не возникало. Но когда обязанность поддерживать систему в рабочем состоянии легла на плечи наших пожилых родителей, начались проблемы с ее функционированием, потому что у них не хватало знаний и опыта. В итоге было принято решение воспользоваться появившейся возможностью подключиться к обычной электросети, чтобы не нагружать их лишними заботами.
Основываясь на нашем опыте, я могу сказать, что собрать достаточно бюджетную автономную мини-электростанцию на солнечных батареях вполне реально. И она действительно будет надежно и эффективно работать, обеспечивая основные потребности небольшого дачного домика. Однако для поддержания ее в хорошем состоянии нужно тщательно изучить вопрос и периодически проводить ее диагностику и профилактику.
Гибридная солнечная электростанция SA-3000 предназначена для использования в частном доме в качестве системы автономного электроснабжения в период весна — осень или в качестве дополнительного источника электроэнергии с целью уменьшения счетов за электричество.
Мощности инвертора в системе достаточно для длительной работы любых электроприборов суммарной мощностью до 3 кВт с пиковой пусковой мощностью до 6 кВт. Например, для любого холодильника, освещения, телевизора, ноутбука, насоса, котла отопления (кроме электрического), любых электроинструментов, любых зарядных устройств, пылесосов, микроволновок и прочей бытовой техники. При необходимости увеличить мощность, можно добавить еще один инвертор или можно заменить инвертор на более мощный (вплоть до 15 кВт).
Шесть солнечных батарей суммарной мощностью 1,5 кВт будут выдавать в погоду в средней полосе России около 9 кВт*час электроэнергии в сутки. Т.к. весной и летом в средней полосе России в среднем около 20 солнечных дней в месяц, то в течение месяца среднесуточное поступление энергии от батарей составит около 5 кВт*час в сутки .
Годовая выработка электроэнергии в средней полосе России составит около 1500 кВт*час, а в регионах с высокой инсоляцией, например, в Крыму, до 2000 кВт*час. При этом нужно понимать, что распределение выработки электроэнергии по месяцам будет неравномерное и максимальная выработка будет в летние месяцы.
Получаемую от Солнца электроэнергию можно использовать, например, для питания следующих электроприборов:
Итого: 5 кВт*ч в сутки.
Используемый мощный контроллер заряда позволяет добавить в систему еще 500 Вт солнечных панелей. Кроме того, можно установить дополнительный контроллер и добавить в систему нужное количество панелей, что увеличит среднесуточную выработку электроэнергии.
Используемые в составе этого готового решения 4 гелевых аккумулятора емкостью 200 Ач и напряжением 12 Вольт, способны запасти около 10 кВт*час электрической энергии , которой хватит на 2 суток автономной работы при пасмурной погоде. При необходимости увеличения времени автономной работы до 4 суток, можно добавить в систему еще 4 АКБ.
Приведенный выше расчет сделан с учетом эксплуатации электростанции в период весна-лето. Поэтому нужно понимать, что при эксплуатации системы осенью-зимой или при расходе электроэнергии больше 5 кВт*час в сутки, будет периодически использоваться электроэнергия из сети, либо от установленного генератора (при отсутствии возможности подключения к сети).
Для справки: 5 кВт*час в сутки или 5*30=150 кВт*час в месяц — это типичное потребление электроэнергии в доме, где проживают 2-3 человека, при условии использования газовой плиты. Потребление в своем доме Вы можете проверить по счетчику электроэнергии или по квитанции на оплату за месяц.
При сборке электростанции в техническом отделе нашей компании, инвертор, контроллер и контрольная панель по желанию заказчика программируются на один из многих вариантов работы, например :
В том случае, если Вы хотите сберечь деньги на электроэнергии или проживаете на труднодоступной для размещения линии электропередачи территории, мы предлагаем присмотреть и купить комплекты высококачественных солнечных батарей по доступной стоимости для дома на сайте интернет-магазина «Солнечные батареи» в Москве. Опытные и доброжелательные менеджеры ответят на все вопросы. Вы примете верное решение, точно зная, какой вид требуется (поликристаллический, тонкопленочный или монокристаллический модуль). Привезем товар без доплаты, в короткие сроки.
Наука развивается, создаются все более и более действенные вариации этих систем, оптимизируется цена и повышается способность преобразовывать свет. Если в прошлом заказать их имели возможность лишь довольно богатые люди или крупные корпорации, то в настоящий момент стоимость для дома комплекта солнечных 5 кВт батарей-электростанций общедоступна.
Больше всего выгодна данная вариация для жителей сельских частных домов. Не возникнет никаких затруднений в том случае, если Вы решите посидеть за компьютером или посмотреть телевизор после изнурительного труда на садово-огородном участке, нужно только разместить, заказав у нас по приятной стоимости, комплект солнечных батарей для дома или дачи.
К преимуществам таких комплексов-электростанций относят:
Люди ищут иные источники электрической энергии и совершенствуют методы, разрешающие ее из новых источников извлекать. Купить солнечные батареи-электростанции 5 кВт для частного дома или дачи по популярной цене – разумное и предусмотрительное решение.
Аппараты достаточно действенно решают свою задачу – обеспечивают владельцев бесплатным электричеством. Один комплект может дать такое количество электроэнергии, что она с лихвой покроет все базовые нужды. Теплым летом можно обойтись без подключения к внешним сетям. Стоимость комплекта для дачи или частного дома батарей-электростанций солнечных приятна и, если Вы нередко пользуетесь электроприборами, быстро окупится.
Одна из причин, почему нужно сотрудничать именно с нами: наша цена (стоимость) комплекта батарей солнечных для частного дома – одна из самых экономичных. Если Вы ищете новые возможности, более дешевых и безопасных источников электропитания для своей бытовой техники, то мы рекомендуем купить комплект батарей-электростанций солнечных по экономичной цене для частного дома. Тепло, безопасность, экономия средств – наш девиз: жизнь – беззаботнее, быт – комфортнее!
Современный человек в сутки потребляет огромное количество электроэнергии, получаемой из невозобновляемых ископаемых ресурсов. И это как раз в то время, когда над нашими головами солнце ежедневно излучает миллиарды килоджоулей энергии, цена добычи которых равна нулю.
Именно поэтому сегодня все большую популярность набирают, так называемые, возобновляемые источники электроэнергии, в роли которых выступают экологически чистые и безопасные солнечные батареи. Именно такие устройства способны преобразовать энергию солнца в так необходимый нам электрический ток, который может быть использован потребителем в его ежедневных нуждах.
В представлении большинства обывателей солнечные батареи представляют собой устройство, способное накапливать энергию солнца. Но в реальности процесс преобразования солнечного света в эклектический ток намного сложнее ().
Давайте попробуем рассмотреть более детально, из чего состоят солнечные батареи на дачу:
Обратите внимание! Именно автоматика позволяет переключать устройства, подключенные к электросети, на аварийную сеть, если произойдет отключение электроэнергии. А после того как подача тока возобновится, переключить резервную электросеть в режим ожидания.
Рассмотрев состав таких изделий, можно убедиться в том, что солнечные батареи — это не просто модуль для преобразования энергии солнца в электричество. Конечно, преобразователи играют важнейшее значение в таких конструкциях, но помимо них существует набор дополнительных элементов.
В зависимости от вида используемого солнечного модуля различают несколько видов изделий данного типа:
Обратите внимание! Главное различие солнечных модулей кроется в типе основного вещества, используемого при их изготовлении.
Изготовление таких элементов ведется из кристаллов кремния высокого качества, поэтому они считаются наиболее эффективными.
Обратите внимание! Кристаллы для таких устройств выращиваются в промышленных условиях. Инструкция по их наращиванию была разработана ученым Чохральским.
Устройства такого типа являются более дешевыми, т. к. для их изготовления применяются материалы более низкого качества. Производительность таких модулей равна 12-15%, тогда как у монокристаллических модулей производительность достигает 20%.
Такие элементы конструкции изготавливаются из аморфного кремния или иных видов металлов, наделенных необходимыми примесями. По сравнению с выше представленными вариантами, данный является самым дешевым и малопроизводительным. КПД такой системы составит всего 10-12%.
К преимуществам тонкопленочных конструкций можно отнести:
К недостаткам можно отнести:
Обратите внимание! Такие тонколистовые модули благодаря своей гибкости и малому весу больше подходят для установки на крыше автомобиля или небольшой лодки.
Если устанавливается солнечная батарея для дачи своими руками, тогда непременно следует учесть особенности места расположения объекта. Высокой эффективности вы сможете добиться, только если солнечные лучи будут попадать прямо на модули.
Совет. Для достижения наилучшей эффективности следует устанавливать изделия под углом в 40-45 градусов, таким образом, чтобы они ориентировались на юг.
Комплект солнечных батарей для дачи — это система, наделенная рядом положительных качеств:
К недостаткам систем такого типа можно отнести:
Как выбрать устройства таким образом, чтобы вложить деньги с умом?
Для этого вам в первую очередь необходимо определиться с целью, которую вы преследуете.
Солнечные батареи действительно необходимы следующим группам дачников:
Выбирая батареи, за основу необходимо брать не максимальную или пиковую нагрузку, а среднюю. А также следует учитывать такой показатель, как энергопотребление в час.
Зная значения данных величин, специалисты рассчитывают оптимальную емкость используемых аккумуляторов, необходимую производительность модулей и предложат вам комплект солнечной батареи для дачи с оптимальными для вас параметрами.
Обратите внимание! Энергосистема, основанная на солнечных батареях, в загородных домах или дачах пока не требует никаких разрешений и утверждения документации. Но если ваша дача расположена в черте города, тогда вам понадобится разрешение Министерства Энергетики России для установки такого рода устройств.
Подводя итог, можно сделать вывод о том, что оптимальным решением для тех, кто решил обустроить на собственной даче автономную систему электроснабжения, путем использования солнечных батарей, могут стать изделия на основе из монокристаллических солнечных модулей (