Необходимые знания для выбора схемы подключения солнечных батарей. Подключение солнечной батареи
Как правильно подключать солнечные батареи разной мощности. | Пелинг Инфо солнечные батареи
Как правильно подключать солнечные батареи разной мощности.
И так У большинства возникает проблема связанная с подключением солнечных батарей разной мощности, но одинаковым напряжением. Из за этой проблемы я и начинал первые образцы ускорителя. Если солнечную батарею соединить просто параллельно с равной или отличимой мощностью то мы должны по идее получить такое же напряжение и суммарный ток, однако мы получаем немного заниженное напряжение и заниженный ток.
С чем же это связано -Все просто из за разного напряжения и тока, и из за того что СБ превращаются в батарейку при подачи на нее лучей света. При прямом соединении меньшая по мощности из солнечных батарей начинает забирать на себя часть мощности. При ярком теплом солнечном дне, можно наблюдать эту проблему при параллельном подключении солнечных батарей разной мощности, где самая слабая будет заметно греться.
Потеря мощности может быть не заметна в зимний или прохладный день, а так же в дни когда есть ветер, и емкость ваших батарей велика.
Но если просто добавить к каждой солнечной батареи диод Шоттки то мощность станет заметна даже и не вооруженным глазом. При условии что у вас не одна солнечная батарея. Тем самым вы получаете именно совмещение двух раздельных источников а не совмещение и нагрузку.
Фото:
Диоды в СБ обычно не ставят, и изредка можно увидеть панель с установленными диодами Шоттки по выходу с СБ, а не между сегментами, или линейками. Несмотря на то что так правильней, и СБ меньше нагружается.
Поделиться ссылкой:
Похожее
peling.ru
Аккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабжения —
Дата публикации: 25 октября 2013
Любая автономная система электроснабжения, питающаяся от солнечной энергии, включает в себя несколько обязательных элементов: солнечные панели или батареи, инвертор, контроллер заряда и разряда и, конечно, аккумулятор. О нем то и пойдет речь в нашей сегодняшней статье. Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию. Их первостепенная задача – это накопление электроэнергии и последующая ее отдача.
Главная техническая характеристика аккумулятора – его емкость. По этому показателю можно определить максимальное время работы системы электроснабжения в автономном режиме. Помимо емкости следует учитывать срок службы, максимальное количество циклов заряда-разряда, температурный диапазон работы и другие показатели. Средний срок службы аккумулятора составляет 5-10 лет. Эта цифра зависит от типа аккумулятора и условий его использования.
Типы аккумуляторов
В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий:
- Gelled Electrolite.
- Absorptive Glass Mat.
Технология Gelled Electrolite стала применяться в конце 50-х годов. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние. Этот метод позволяет достичь абсолютной герметичности батареи, а циркуляция газов осуществляется в многочисленных порах желеобразного электролита. Большой плюс гелевых аккумуляторов для солнечных батарей, производимых с применением технологии Gelled Electrolite, это отсутствие необходимости доливки воды в течение всей эксплуатации.
Технология Absorptive Glass Mat была разработана в 70-е годы. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Его пропитывают электролитом и тем самым переводят в безжидкостное состояние. Дозируя количество электролита, добиваются того, чтобы заполненными оказались лишь мелкие поры, так как более крупные предназначаются для свободной циркуляции газов. AGM-батареи также не требуют дополнительного обслуживания.
Солнечные аккумуляторные батареи, производимые и по первой, и по второй технологии, обладают как достоинствами, так и недостатками. Узнать о них более подробно Вы сможете из таблиц 1 и 2.
Таблица 1. Преимущества
| AGM технология | GEL технология |
| Абсолютно герметичная конструкция исключает возможность утечки кислоты и коррозии клемм, а также позволяет монтировать АКБ в любом положении, за исключением вверх дном. | Допускается установка аккумулятора на боковую поверхность и вверх дном.Являются более устойчивыми к глубоким разрядам. |
| Исключена возможность взрыва и выделения газов, но при условии правильной зарядки. | Стабильная работа при повышенной влажности и высоком уровне вибрации. |
| Стабильная работа батареи при температуре ниже -30°С. | Возможность эксплуатации при температурном режиме выше +50°С и ниже -35°С, а также вблизи чувствительных электронных устройств. |
| Увеличение срока службы за счет повышенной виброустойчивости. | Увеличение срока службы за счет использования активного материала, увеличивающего емкость аккумуляторной батареи. |
| Время полной зарядки аккумулятора в 7 раз меньше, чем время зарядки обычной свинцово-кислотной АКБ. | Минимальная цена в категориях «Цена/Количество месяцев службы» и «Цена/Число циклов». |
Таблица 2. Недостатки
| AGM технология | GEL технология |
| Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряжения | В сравнении с классическими аккумуляторами гелевые АКБ имеют худшие показатели нагрузочных характеристик |
Тонкости подключения
Первое с чем нужно определиться прежде, чем выбирать аккумулятор, — это требуемая емкость. Как правило, это значение выбирается с учетом среднесуточного потребления электроэнергии, не забывая при этом и про глубину разряда, которая должна составлять не более 50-70%. Правильный режим заряда/разряда – это главное условие, которое способно продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей. Также следует помнить, что слишком большой ток заряда снижает количество содержащегося в АКБ электролита, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.
Наибольшее распространение получили «солнечные» аккумуляторы с рабочим напряжением в 12 В. Как правило, их используют для сборки аккумуляторных блоков требуемого напряжения, например 24 В, 48 В и т.д. Основные параметры такого блока:
- рабочая емкость;
- ток заряда;
- ток разряда.
Аккумуляторный блок рекомендовано составлять, используя последовательную схему соединения. В этом случае общее рабочее напряжение блока будет равняться сумме рабочих напряжений каждого подключенного аккумулятора.
Если же АКБ соединяются параллельно, то суммироваться будет не напряжение, а емкость. Напряжение же в этом случае останется неизменным. Но прежде, чем подключать батареи параллельно, необходимо выровнять на них напряжение.
Следующее условие – это температурный режим. Практически все АКБ для солнечной батареи способны выдерживать как низкие, так и очень высокие температуры. Но не стоит злоупотреблять этим, ведь увеличение температуры АКБ на 10°С приводит к ускорению всех химических процессов в 2 раза. А при заряде разница температур окружающей среды и батареи составляет 10-15°С, объясняется это процессом рекомбинации кислорода. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Соблюдение всех правил – это залог долгой эксплуатации аккумулятора, об этом следует помнить.
Рекомендуемая схема подключения
Использование солнечной батареи, у которой максимальное значение генерируемого тока примерно равно току зарядки аккумулятора, позволяет автоматически заряжать АКБ при освещении. В этом случае следует предусмотреть некоторые правила подключения солнечной батареи к аккумулятору. Схема приведена на рисунке ниже.
Первое, что необходимо учесть – это подключение аккумулятора через диод (на схеме VD1). Такой способ поможет решить сразу 2 проблемы:
- При плохом освещении напряжение солнечной батареи может стать ниже, чем напряжение на аккумуляторе. Без диода это приведет к разряду аккумулятора через внутреннее сопротивление солнечной панели вместо заряда.
- Применение диода исключает необходимость отключения солнечной батареи от аккумулятора в темное время суток.
Помимо диода рекомендуется последовательное подключение миллиамперметра к солнечной батарее. Он позволяет определить ток какой величины потребляет аккумулятор солнечной энергии. Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. Если же Вы планируете использовать аккумулятор во время его зарядки или подзарядки, позаботьтесь о подключении в схему буферного конденсатора (на схеме С1).
Статью подготовила Абдуллина Регина
Небольшое видео о параллельном и последовательном подключении батарей:
altenergiya.ru
Что можно запитать от солнечной батареи
От солнечных батарей можно запитать любую бытовую аппаратуру, но при условии использования вспомогательных электротехнических средств, в том числе, аккумуляторов и преобразователей.
Спроектированные с применением солнечных батарей (СБ) электросети:
- обеспечивают экономию электроэнергии от традиционных источников электроснабжения;
- характеризуются высокой надежностью и минимальными требованиями к обслуживанию;
- не наносят вреда экологии.
Солнечная батарея и ее технические характеристики
К солнечным батареям относятся все преобразователи части спектра излучения Солнца в ЭДС с определенным соотношением ее силы тока, напряжения и мощности. Независимо от типа СБ, на ее выходе генерируется постоянный электрический сигнал. Генерируемый солнечной батареей ток зависит от сопротивления нагрузки и текущего уровня освещенности активной поверхности СБ. Поэтому непосредственно от солнечной батареи можно запитать простейшее электрооборудование, некритичное к перепадам постоянного напряжения – радиоприемники, светодиодные светильники и т. п.
Следует учитывать, что максимальная мощность от различных типов солнечных батарей выделяется в нагрузку с определенным внутренним активным сопротивлением.
Если имеются СБ с напряжением и силой тока недостаточными для питания электроаппаратуры, то используется их последовательно-параллельное соединение.
- При последовательном соединении солнечных батарей их напряжения складываются, а максимальный рабочий ток ограничивается элементом с минимальным значением этого параметра.
- Параллельное соединение СБ приводит к суммированию их токов, характерных для рабочего напряжения при данном сопротивлении нагрузки.
Благодаря полупроводниковой структуре солнечных батарей, при их параллельном соединении между ними отсутствует ток перетекания, характерный для химических источников питания. Такой ток существует даже при отключенной нагрузке и снижает суммарную емкость составной батареи.
Для параллельного соединения солнечных батарей лучше отбирать компоненты с близкими значениями токов в рабочей точке. Наилучшее схематическое решение – формирование параллельных групп с требуемой выходной мощностью из последовательно соединенных СБ с заданным напряжением. Помимо рационального использования солнечных батарей, последовательно-параллельная схема их соединения отличается высокой эксплуатационной надежностью – при выходе нескольких компонентов из строя ее работоспособность не утрачивается (лишь несколько ухудшаются выходные параметры).
Системы энергоснабжения на солнечных батареях
Как самостоятельные источники питания, СБ используются нечасто. Более эффективно применять их совместно с определенными электротехническими устройствами.
Если требуется ограничение по величине напряжения и тока питания электрооборудования, то между СБ и нагрузкой необходимо включить соответствующий ограничитель. Это обеспечит защиту питаемых устройств от повреждения в результате скачков выходного напряжения батареи при резком увеличении интенсивности освещения ее поверхности.
Для того чтобы обеспечить стабильность электроснабжения от солнечных батарей по времени, используются аккумуляторы. В них накапливается электроэнергия, не расходующаяся в нагрузку. Эта запасенная электроэнергия используется ночью или в пасмурную погоду, благодаря чему достигается бесперебойность и повышается независимость процесса энергоснабжения. К аккумуляторам и нагрузке СБ подключается через зарядно-стабилизирующее устройство, обеспечивающее автоматическую коммутацию источников и потребителей электроснабжения.
А если требуется питать электронную аппаратуру, рассчитанную на переменное высоковольтное напряжение, то солнечная батарея должна подключаться к инвертору. Это электронный преобразователь постоянного напряжения в переменное с увеличением амплитуды.
Все эти дополнительные узлы, повышающие функциональность источников электропитания на солнечных батареях, могут комбинироваться в различных сочетаниях. Для их совместной сбалансированной работы используются микропроцессорные контроллеры, которые позволяют запрограммировать поддержку любых рабочих режимов.
Как запитать от солнечной батареи дом
Исходя из вышесказанного, наиболее оптимальным набором оборудования для электроснабжения дома за счет энергии солнечного излучения, является комбинация из:
- солнечных батарей;
- аккумуляторных батарей;
- инвертора;
- контроллера.
Солнечные батареи представляют собой плоские устройства, изготовленные из материалов, способных трансформировать энергию фотонов солнечного света в электроэнергию. Каждая батарея характеризуется:
- номинальным напряжением и силой тока на выходе;
- площадью активной поверхности;
- КПД.
Аккумуляторные батареи являются источниками электротока, способными при снижении внутреннего заряда восполнять его. Для этого используются внешние источники питания (в нашем случае солнечные батареи), подключаемые к аккумулятору через специальное зарядное устройство. Главные характеристики аккумулятора:
- номинальное выходное напряжение;
- максимальный ток нагрузки;
- электрическая емкость.
Инверторы состоят из высокочастотного генератора, умножителя переменного напряжения, выпрямителя, стабилизатора и выходного буферного каскада. Поступающее на вход инвертора постоянное напряжение выпрямляется и питает генератор ВЧ, сигнал с которого поступает на умножитель переменного напряжения. Затем амплитуда переменного напряжения стабилизируется и подается в нагрузку через буферный каскад, обеспечивающий требуемый ток потребления.
Контроллер обеспечивает согласованное функционирование инвертора, солнечных и аккумуляторных батарей. Он может управлять их работой в разных режимах, обеспечивая решение требуемых задач. При наличии на объекте линии централизованного электроснабжения ее выход тоже можно подключить к контроллеру, что позволяет при нехватке мощности солнечных батарей использовать ее недостающую часть из сети. Такая схема обеспечивает максимальную надежность и экономичность системы снабжения объекта электроэнергией.
Подбор всего необходимого оборудования производится как по его способности работать в требуемых условиях, так и по техническим характеристикам. Например, солнечные батареи должны выдерживать температурные и влажностные колебания, ветровые и механические нагрузки, а аккумуляторы – обеспечивать большое количество циклов «заряд-разряд» без снижения емкости и тока нагрузки.
По входным и выходным электрическим параметрам должна соблюдаться эквивалентность смежных узлов:
- напряжение и ток на выходе солнечных и аккумуляторных батарей должны соответствовать требованиям к входным сигналам инвертора;
- мощность солнечных батарей должна быть достаточна для полного заряда аккумуляторов;
- подключаемые к контроллеру устройства должны иметь эквивалентные технические параметры входов и выходов.
aeteh.ru
Схема подключения солнечных батарей
Подключая солнечные батареи, стоит продумать схему подключения солнечных батарей и учитывать все нюансы – будущую нагрузку, необходимость установки устройства, которое будет контролировать зарядку АКБ, дополнительных источников тока.
Схема подключения солнечных батарей
Существуют разные схемы солнечных батарей и способы их подключения к устройствам. Самое главное в настройке солнечной батареи – это правильно рассчитать нагрузку, настроить контроллер зарядки, контроллер, который отбирает энергию у источников.
Чтобы понять, как правильно подключить солнечную батарею, стоит рассмотреть все нюансы. Например, расскажем, почему панели могут по-разному освещаться. Кроме этого, более подробно рассмотрим виды контроллеров зарядки.
Схема подключения разнонаправленных солнечных батарей
Например, если разместить в одной плоскости несколько панелей, тогда проблем с подключением быть не должно. А когда панели находятся в различных плоскостях, тогда и работают они по-разному. Одна из них, которая находится ближе к точке с максимальной мощностью, будет освещаться больше. Она будет генерировать электричество, а часть этого электричества потом будет идти на нагрев другой панели.
Чтобы в этой схеме подключения сделать потери минимальными, наилучшим вариантом будет для каждой панели сделать по контроллеру. Но делать это нужно при условии, что панель имеет мощность больше 1 кВт, либо когда между панелями довольно большое расстояние.
Также можно поставить отсекающие диоды. Бывает, что производители иногда устанавливают диоды в панели с самого начала, оставляют в коробке распределительной для них место. Предусмотрено, чтобы внутри между пластинами были диоды, тогда в результате будет максимальный показатель мощности. Также не будут “грется” пластины, отличающиеся низшими показателями.
Обращайте также внимание на потерю в соединениях, напряжение, когда оно падает, в проводах, расположенных в низковольтной части системы. К примеру, мы берем кабель (1 метр), у которого сечение – 4 мм2. Когда по нему проходит 80 А и напряжение составляет 12 В, то падение в “скрутках” будет достигать показателя 0,383 В, а падение напряжения будет равно 3,19%.
Контроллер зарядки в солнечной батарее
В схеме солнечной батареи нужно помнить и об установке устройства, которое контролирует зарядку АКБ. Ведь оно распределяет электрическую энергию, которая генерируется. Стоит следить, чтобы АБК всегда был заряженным, следить за его состоянием зарядки. Когда она полностью будет заряжена, тогда энергия направляется в инвертор.
Как организовать контроль зарядки при подключении солнечных батарей?
На солнечную батарею можно установить два вида контроллера: PWM (ШИМ) либо MPPT.
PWM является устройством, которое генерирует измерительные импульсы (1 Гц). такие контролеры усреднено контролируют состояние батареи.
Второй вид контроллера MPPT имеет процессор, он фиксирует точки, где проявляются показатели напряжения и тока по максимуму. Другое плечо контроллера следит, в каком состояние находится АКБ. С помощью процессора определяются показатели напряжения, тока, которые направляются на АКБ.
Независимо от выбора контроллера, вам обеспечен комфортный режим работы вашей солнечной батареи. Контроллер MPPT имеет свой плюс – он может накапливать информацию. Также мы имеем возможность наблюдать за его работой.
Схема подключения солнечных батарей и дополнительных источников тока
Если к схеме подсоединить иные источники электрики, тогда надежность электроснабжения становится гораздо выше. Но при появлении других устройств, которые контролируют и управляют,схема подключения солнечных батарей становится сложнее.
Схема подключения солнечных батарей и ветрогенератора
Если вы установили разные источники энергии, то обязаны следить, чтобы у них было одинаковое напряжение. В противном случае вам необходимо будет устанавливать контроллеры зарядки, иногда могут потребоваться даже инверторы. Схема блока АКБ поможет подстроиться под то напряжение, которое издается всеми источниками.
Схема подключения солнечных батарей и источника переменного тока
Слегка меняется схема, когда вы подключаете устройство, которое издает переменный ток.
Также схема солнечной батареи становится сложнее, когда вы решили непосредственно к сети централизованной подключить автономную систему. Ведь частному потребителю не предоставляется возможность сбрасывать оставшуюся энергию. Возможны во время работы перепады напряжения, которые могут продолжаться до 1 сек. Все зависит еще от установленного переключателя, насколько он сложный.
Чем больше других источников вы подключаете, тем сложнее становится схема подключения. При сложной комплектации стоит обратить внимание на:
- Характеристики источников, устройств, которые управляют, преобразовывают энергию.
- Надежность системы, которая включает также проблемы с утилизацией избыточной энергией.
Если вы не можете самостоятельно освоить схему подключения солнечных батарей то доверьте работу по установке специализированным компаниям. Профессионалы самостоятельно разработают схему подключения солнечных батарей, своими руками выполнят монтаж.
Рекомендуем прочесть:
www.solar-battery.com.ua
Схема подключения солнечных батарей: основные элементы
Как подключать солнечные батареи
В связи с повышением стоимости энергоносителей, люди все больше интересуются солнечной энергетикой. Экологически чистая и бесплатная энергия солнца практически неисчерпаема и имеется в предостаточном количестве. Задача человечества заключается в эффективном преобразовании солнечной энергии в другой вид, например, в тепловую или электрическую. Получение последней стало возможным благодаря изобретению солнечной батареи, принцип работы которой основан на свойствах полупроводника вырабатывать электрический ток под воздействием света.
Солнечные батареи являются эффективным средством преобразования экологически чистой и бесплатной энергии солнца, которая является практически неисчерпаемой, в электрическую.
Для правильной работы всей системы должна быть корректно составлена схема подключения солнечных батарей.
Устройство и принцип работы
Рисунок 1 — Общий вид солнечной батареи.
Основными составляющими солнечной батареи являются фотогальванические ячейки, сделанные из пластин кремния. Панель состоит из алюминиевой рамы, в которую вставлено закаленное, ударопрочное сверхпрозрачное стекло. На стекло в виде матрицы укладываются ячейки, которые соединяются последовательно методом пайки. Общий вид солнечной батареи приведен на рисунке 1, а типичная схема соединения ее ячеек — на рисунке 2. Количество ячеек может быть разное в зависимости от требуемой мощности. В результате этого у собранной батареи получаются два вывода — «+» и «-«. Далее этот набор ячеек подвергается инкапсуляции, то есть тщательно герметизируется специальной пленкой или заливается двухкомпонентным компаундом — веществом, похожим на эпоксидную смолу.
Под воздействием света на кремниевых элементах возникает разность потенциалов, которая в итоге суммируется, так как ячейки соединены последовательно. Напряжение солнечной батареи будет меняться, в зависимости от интенсивности освещения. Чтобы эффективно использовать полученную электроэнергию, солнечную батарею нужно правильно подключать в схему взаимодействия с другими устройствами.
Схема подключения
Рисунок 2 — Типичная схема соединения ячеек солнечной батареи.
Типичная схема фотоэлектрической системы приведена на рисунке 3. Основные ее элементы — это одна или несколько солнечных батарей, соединенных параллельно, контроллер заряда-разряда аккумулятора, аккумуляторные батареи, инвертор и потребители электроэнергии. Самыми распространенными являются 12-вольтовые системы с преобразованием в 220 вольт переменного напряжения (при необходимости). Чтобы лучше понять, как работает такая схема, следует рассмотреть все ее элементы поподробнее.
Первым элементом в схеме подключения солнечных батарей является диод Шоттки. Обычно на схемах эта деталь не показана, так как она, как правило, изначально вмонтирована в солнечную панель. Диоды Шоттки защищают элементы от выхода из строя в те моменты, когда часть батареи или вся панель с наступлением ночи затеняется и перестает генерировать электрический ток. В этом случае элементы становятся потребителями тока от аккумуляторных батарей, и именно диод Шоттки препятствует обратному протеканию тока. Это проиллюстрировано на рисунке 4.
Следующий элемент — это контроллер заряда АКБ. Он представляет собой электронное устройство, которое автоматически управляет процессами заряда и разряда аккумулятора, а также защищает его от чрезмерного заряда и разряда, ведь эти факторы могут вывести АКБ из строя. Это работает следующим образом. Днем, когда аккумулятор заряжается от солнечной батареи, контроллер следит за напряжением на клеммах аккумулятора, и, как только оно достигает верхнего предельного значения (более 14 вольт для 12-вольтной системы), процесс зарядки прекращается, ток перенаправляется к нагрузке. Ночью солнечная панель не работает и питание системы осуществляется только от заряженного за день аккумулятора. Как только напряжение на его клеммах достигает предельно низкого значения (около 11 вольт), контроллер отключает работу схемы. Помимо указанных функций, контроллер также защищает элементы схемы от короткого замыкания и от грозы.
Рисунок 3 — Схема фотоэлектрической системы.
Аккумуляторная батарея служит в этой схеме накопителем электроэнергии, которая вырабатывается солнечной батареей в течение дня, чтобы в темное время суток питать подключенные устройства. К аккумулятору подключается одна из пар выводов контроллера. Для этой системы можно использовать и автомобильный аккумулятор, но только вне помещений, так как он выделяет вредные вещества. Гораздо лучше применять специальные необслуживаемые аккумуляторы. Хотя они и стоят дороже автомобильных, их срок службы в разы выше, они безопасны и специально предназначены для многократных частых циклов заряда-разряда.
Схема подключения работает таким образом, что на выходе контроллера поддерживается постоянное напряжение 12 вольт. Для работы светодиодного освещения и приборов с соответствующим напряжением питания этого вполне достаточно. Но если схема будет содержать еще и инвертор, то на выходе можно получить переменное напряжение 220 вольт. Это и есть основная функция инвертора — преобразование из 12 вольт постоянного напряжения в 220 вольт переменного. Для бытового применения вполне подходят автомобильные инверторы, но в тех случаях, где требуется большая мощность и более правильная синусоида переменного напряжения, применяются более дорогие инверторы.
teplomonster.ru
Солнечные батареи для отопления дома
Отопление – самая затратная статья в квитанции об оплате за жилище. Современная тенденция развития рынка такова, что традиционные источники энергии дорожают. Однако расходы можно снизить, если задействовать возобновляемые природные ресурсы, которые доступны совершенно каждому.
Одно из решений проблемы – установить солнечные батареи для отопления дома. Всего один квадрат покрываемой площади позволит получить и переработать до 1300 кВт*ч энергии Солнца, часть которой можно направить на другие хозяйственные нужды (электроснабжение, подогрев воды и т. д.).
Современные солнечные кремниевые батареи представляют собой приборы, которые захватывают энергию солнца и преобразуют ее в электрическую. Основной принцип их работы основывается на физическом явлении фотоэлектрической реакции.
Содержание статьи:
Принцип работы
Выпускаемые сегодня модели способны вырабатывать электроэнергию даже в облачную и слишком пасмурную погоду. Однако КПД одного модуля сравнительно невысок и составляет скромные 15-25%, вырабатывая в среднем 50-300 Вт электроэнергии в зависимости от текущей окружающей обстановки. Для достижения высокой производительности необходимо подключение нескольких, а иногда и десятков элементов в единую сеть.
Фотографии частных домов с подключенной системой солнечного отопления
Если говорить об отопительной системе на основе солнечных батарей, классическая схема состоит из трех элементов:
- Рассмотренный солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию
- Тепловой аккумулятор – изолированный от тепловых потерь бак, в котором находится нагреваемый Тэнами теплоноситель
- Отопительный контур, состоящий из трубных магистралей и радиаторов отопления, по которому теплоноситель циркулирует принудительным или естественным образом и отдает тепло окружающей среде
Видео — Дом на солнечных батареях
В зависимости от предпочтений и конкретной выбранной реализации солнечные батареи для отопления дома могут использоваться в других модифицированных схемах отопления, когда вместо коллектора устанавливается электрический котел проточного типа. Покупка необходимого оборудования обойдется дороже, однако отопление будет более практичным и экономичным.
Клик для увеличения
Еще один из вариантов реализации отопления на солнечных батареях – использование электрических обогревателей, теплых полов, электрических конвекторов и т. д. Таким образом, полученная электроэнергия потребляется для питания отопительных электроприборов. К подобным схемам прибегают лишь в небольших загородных домах.
Устанавливать солнечные коллекторы рекомендуется на крыше дома с южной стороны. Чтоб обогреть коттедж площадью свыше 100 квадратов, необходимо покрыть фотоэлементами до 35-40 кв. м. В доме нужно отвести отдельное помещение для размещения монтируемого отопительного оборудования – котельную.
Положительные и отрицательные стороны
Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:
- Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
- Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
- Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
- Дом будет обогреваться на протяжении всего года
Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному. Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).
Клик для увеличения
Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:
- Высокие первоначальные затраты
- Сложность монтажа оборудования
- Необходимость в резервном источнике отопления
Выбираем подходящий солнечный коллектор
Необходимо ознакомиться с рынком и выбрать самые подходящие солнечные батареи для отопления дома. Они бывают 3-х типов:
- Воздушные – внутри них располагается воздух и абсорбирующий тепло элемент. Несмотря на скромную стоимость, они должного распространения не получили, так как характеризуются низким КПД
- Вакуумные – внутри располагаются определенного диаметра стекло трубки, содержащие в себе трубки меньшего диаметра, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками создается вакуум, характеризующийся высокими теплопроводящими свойствами
- Плоские – наиболее распространенные коллекторы. Они представляют собой короб, лицевая сторона которого накрыта стеклом. Под ним пролегает абсорбирующий тепло элемент, который контактирует с трубками, содержащими теплоноситель. Энергия последнего забирается и аккумулируется в электрическую
Видео тест
Когда стоит обратить внимание на солнечные батареи
Переоборудовать стандартную отопительную систему в более современную и установить солнечные батареи для отопления дома можно в любой момент. Однако останавливаться на таком решении стоит лишь при выполнении нескольких важных правил:
- Была произведена проверка уровня инсоляции мастером, на основании результатов которой удалось узнать, насколько эффективным будет каждый квадратный метр установленных батарей. Она даст возможность определить наиболее оптимальную покрываемую модулями площадь
- Дом необходимо обязательно утеплить, чтобы снизить уровень нежелательных потерь тепла
- Стоит проанализировать каждый из месяцев отопительного периода. Если количество солнечных дней менее 20, большую часть времени небо затягивают тучи и облака, гелиосистемы рекомендуется заменить тепловыми насосами
- Обязательно должна присутствовать резервная отопительная система, чтобы обезопасить себя от непредвиденных обстоятельств
Как подключить солнечную батарею
Прежде чем начать подключение солнечных батарей к отопительной системе, необходимо определиться с типом циркуляции теплоносителя по трубным магистралям:
- Принудительная
- Естественная
Наиболее востребованной считается система с принудительной циркуляцией. Ее обустройство обойдется дороже за счет приобретения дополнительного оборудования и автоматики. Однако многие владельцы собственных домов ставят превыше комфорт и практичность.
Клик для увеличения
Классическая схема подключения солнечной батареи к потребителю выглядит следующим образом:
- Вначале по всем правилам на крыше размещают закупленные солнечные элементы и соединяют их друг с другом
- В отведенном помещении необходимо установить контроллер, который будет следить, сколько энергии производится в данный момент
- За контроллером должны идти аккумуляторы, которые будут накапливать в себе лишнюю энергию и снабжать ею в тех ситуациях, когда солнечные модули не справляются со своей задачей
- За аккумуляторами устанавливается инвертор, который служит для преобразования электрической энергии к требуемым характеристикам
- За инвертором располагаются потребители, роль которых может выполнять электрический котел отопления, накопительные баки с Тэнами, обогреватели и прочие греющие установки
Если солнечная батарея подключается к водяному отоплению с принудительной циркуляцией, на выход коллектора, обратку и бак-накопитель устанавливают датчики температуры (термостаты), которые подсоединяются к автоматике. Последняя в свою очередь будет управлять работой всей системы, при определенных условиях включать или выключать ее.
Наиболее просто осуществляется подключение солнечных модулей к отоплению с естественной циркуляцией. Однако автоматизировать ее будет очень сложно. Необходимо придерживаться следующих правил:
- Накопительный бак располагают выше уровня коллектора
- Нижний вывод подключается к обратке
- Верхний вывод подключается ко входу разогретого теплоносителя
Прочие нюансы подключения
Предусмотреть солнечные батареи для отопления дома необходимо на этапе проектирования или строительства дома, чтобы избежать лишних хлопот. Нужно придерживаться нескольких важных правил:
- Установка батарей должна вестись преимущественно на южной стороне. Перед модулями не должно располагаться деревьев или более высоких построек, которые будут преграждать путь свету или отбрасывать на них свою тень – это существенно снизит эффективность
- Необходимо убедиться, что стропильная система обладает достаточным запасом прочности. Она должна выдерживать не только закрепленные модули, но и снежный покров в зимний период, иначе может произойти обрушение кровли
- Оптимальный угол ската крыши – в интервале 30-45 градусов в зависимости от того, как высоко поднимается на протяжении суток солнце
- Чтобы увеличить эффективность отопительной системы или распараллелить несколько контуров, иногда ставят более одного накопительного коллектора
- К гелиосистемам рекомендуется подключать отопительные контуры с более низкой температурой циркулирующего теплоносителя (панельные змеевики, водяные теплые полы и т. д.)
В заключении
Решившись установить солнечные батареи для отопления дома, необходимо быть готовым к большим первоначальным затратам. Стоимость требуемого оборудования и проводимых работ обойдется от 30 тыс. и выше в зависимости от сложности отопительной системы, выбранных модулей и их количества.
Окупаемость также зависит от большого числа факторов. Если зимы холодные, солнечные и продолжительные, сэкономить затраченные средства удастся через 2-3 года при эксплуатационном сроке до 30 лет. Однако не стоит торопиться, узнав подробнее о других альтернативных методах отопления.
Вам может понравиться
v-teplo.ru
Подключение солнечных батарей простая задача требующая взвешенного подхода
Содержание:
- Что необходимо знать в первую очередь
- Правильный подход к вопросу об установке источников
- Альтернативная схема подключения
Солнечные батареи это без преувеличения великое открытие человечества. В век, когда люди начали задумываться об истощении природных ресурсов планеты и переходе на альтернативные и самое главное безопасные во всех смыслах источники энергии, именно подключение солнечных батарей становится единственным верным решением. К тому же, учитывая темпы развития данного направления энергетики, уже совсем скоро световые источники станут обычным явлением, а значить их стоимость и экономическая эффективность будет радовать потребителя своими показателями.
Что необходимо знать в первую очередь
Перед подключением любых модификаций солнечных панелей необходимо разобраться с устройством и основными компонентами всей установки. К тому же абсолютно любой световой автономный комплекс состоит из одинаковых по назначению элементов. В состав источника на базе солнечных батарей входят:
- непосредственно сами световые панели, преобразующие свет в необходимую электрическую энергию,
- конвертер, устройство, переводящее полученную энергию в формат подходящий для любых домашних и промышленных электроприборов,
- аккумуляторные батареи, накапливающие избыток выработки энергии для дальнейшего использования ее в моменты низкой работоспособности солнечных панелей.
- контроллер или пульт управления, отвечающий за правильное и своевременное реагирование всей солнечной установки на изменение световой активности, а следовательно производительность модулей.
Все эти несложные на первый взгляд составляющие нуждаются в правильной настройке и квалифицированном подборе. Несмотря на то, что любая автономная схема состоит именно из этих компонентов, неправильный подбор мощностей и выходных параметров может заставить одинаковые по внешнему виду установки работать с большой разницей.
Правильный подход к вопросу об установке источников
Казалось бы, что может быть проще чем подключение автономной солнечной батареи к аккумулятору: замкнул все в одну цепь и готово. Но все немного сложнее. Неправильная настройка приведет к тому что схема будет работать исключительно на накопление энергии внутри аккумуляторов или же наоборот избыточный заряд погубит дорогостоящие батареи за несколько недель.
Для тех кто решился на установку, необходимо помимо расчета определиться с условиями подключения к централизованной сети. Дело в том, что при подключении автономных солнечных батарей, они могут дополнять существующую сеть, беря на себя выработку максимального количества энергии или же второй вариант, когда световые панели полностью замещают привычное энергоснабжение. Первый вариант, конечно предпочтительнее, так как в случае нехватки энергии, здание автоматически перейдет на платную электроэнергию. Во втором же случае при нехватке придется урезать количество потребления тока или вовсе на время отказаться от электроприборов.
Читайте также:
Альтернативная схема подключения
Существует схема подключения автономных источников без использования аккумуляторных батарей, но такой вариант не подходит для большинства потребителей. Все дело в том, что централизованное энергоснабжение не предназначено для передачи избытков электроэнергии в сеть, что может вызвать серьезные проблемы с установкой подобного варианта.
Теоретические расчеты - неотъемлемая часть любого мероприятияЛюбая схема требует в первую очередь правильного теоретического просчета. Только полностью продумав, до мельчайших подробностей, свои энергетические потребности и сопоставив их с материальными возможностями, можно будет подобрать тот самый индивидуальный вариант автономного источника, который будет подходить в конкретном случае. 
Многим желающим перейти на электроснабжение световыми панелями может оказаться не под силу провести подобный расчет. Но это не повод опускать руки. В каждом магазине, специализирующемся на продаже подобных установок имеются специалисты готовые помочь с решением данной проблемы. Причем последнее время, в связи с ростом конкуренции на рынке солнечных батарей, услуга подбора необходимых компонентов может предоставляться бесплатно. В любом случае, несмотря на то, трудная ли схема получиться в итоге, или покупка солнечных батарей служит не более чем развлечением, чтобы правильно подключить автономную панель, потребуются консультации специалистов в области световой энергетики, которые оградят покупателя от серьезных ошибок и просчетов.
Похожие публикации:Подписаться на рассылку
Подписатьсяekobatarei.ru
