Схеми монтажу і способи підключення сонячних батарей

Будівництво

Популярність альтернативних джерел енергії зростає з кожним днем. Сонячні батареї - одне з таких джерел - мають незаперечну перевагу - невичерпність. Сонячні батареї ефективно збирають і акумулюють енергію Сонця, перенаправляючи її на харчування техніки.


Типи фотоелементів

Складаються сонячні батареї з декількох панелей, оснащених фотоелементами, які зустрічаються різних типів і розмірів:

  • Компактні монокристалічні, що складаються з безлічі комірок, відрізняються малою вагою, але в похмуру погоду енергії для заміського будинку виробляють небагато.
  • З попередніми схожі за складом полікристалічні панелі, менш залежні від напрямку сонячних променів, оскільки, спрямовані кристали в різні боки, завдяки чому променів вловлюють більше.
  • При однакових характеристиках, наступний вигляд панелей - тонкоплівковий, вимагатиме для встановлення в будинку більшої площі. Вони нагадують плівку, натягувати яку можна в будь-якому місці, менше коштують, менш залежні від хмарності (втрати становлять всього до 20%), але ефективність їх знижується при запиленості.

Використовують сонячні батареї і тоді, коли можливість підключитися до звичайної мережі відсутня. Встановлювати непривередливі джерела можна на балконі, на даху або прямо на заміській ділянці.

Головне, пам'ятати про два правила, без яких буде неможливим споживання енергії. Мається на увазі орієнтація конструкції і кут нахилу.

Іншими словами, поверхня елементів спрямована повинна бути на південь, щоб на неї потрапляла максимальна кількість променів. Кут нахилу повинен становити 90 градусів. Щоб працювала система сонячних батарей для будинку на максимальну потужність, її розташування рекомендується змінювати влітку і взимку.

Ще необхідно пам'ятати про те, що з низькими температурами фотоелементи контактувати не повинні. Тому, конструкції не встановлюють прямо на землю, а закріплюють у чотирьох точках на висоті 50 см.

Кріпити фотоелементи, щоб уникнути пошкодження, рекомендується на довгій стороні, індивідуально вибравши спосіб: болти (кріпляться через отвори рамки), фіксатори тощо.

Відео: Як підключити сонячну батарею до акумулятора

На картинці нижче представлений комплект електростанції, що складається з таких пристроїв:

  1. Елементи, що поглинають природне світло, перетворюють його на електричну енергію, тобто сонячні батареї.
  2. Панелі приєднуються до приладу, що контролює рівень запасеної електрики, званого контролером, з'єднаним з АКБ. Він стежить за напругою акумулятора: при перезарядці акумулятора в денний час (14 Вольтах на клеммах), він автоматично відключає зарядку, а вночі, у разі розряду, тобто гранично низької напруги в 11 Вольт, припиняє роботу електростанції.
  3. Накопичувач згенерованої енергії - акумулятор.
  4. Інвертор призначений для зміни типу струму з постійного на змінний, потрібний для роботи електрообладнання в заміському будинку, побутової техніки, освітлення. Для всіх приладів доведеться виділити місце.

Для захисту від короткого замикання рекомендується до схеми з'єднання додати між усіма переліченими пристроями запобіжники.

Як вибрати і де придбати перетворювачі?

Дешевше буде придбати фотоелементи на китайських інтернет-майданчиках, хоч, звичайно ж, там зачату продаються заводські деталі, що мають шлюб. Для старту і це непогано, тим більше, що ціна у них нижче, а після того, як прийде досвід у збірці батарей, можна брати більш якісні деталі з заводу.

Деякі продавці продають перетворювачі все скопом запаяні в віск, щоб під час транспортування вони не пошкодилися, адже кремнієві пластини крихкі, як кришталь. Очищення їх від воску - досить трудомістке заняття. Для початку необхідно занурити їх у гарячу воду і після того, як віск розплавиться, дуже обережно розділити їх. Потім потрібно опустити кожен фотоелемент в мильний розчин, а потім в чисту гарячу воду. І так, поки віск не відстане від пластин повністю. Потім потрібно розкласти їх сушитися на махровому рушнику. Загалом, це зайві клопоти, так що краще купувати пластини без воску.

На перевірених китайських майданчиках Ebay і Alibaba купувати фотоелементи для установки сонячних батарей своїми руками надійно. Для покупки потрібно зареєструватися і вписати в пошуковий рядок потрібний запит. На екран виведеться кілька пропозицій.

Вибирати потрібно не тільки з тих міркувань, що сподобався саме цей товар - необхідно обов'язково звертати увагу на відгуки і рейтинг продавця. Якщо немає бажання переплатити за товар удвічі через платну доставку, потрібно подивитися, чи є у обраного товару опція «безкоштовна доставка». Якщо ні - це невідповідний варіант, так як це - надто витратна справа.

Гроші за товар потрібно перерахувати відразу. Продавцю вони потраплять тільки після підтвердження про отримання товару покупцем. Платити можна прямо платіжною карткою або через проміжні сервіси - все залежить від ступеня довіри до таких торгових інтернет-ресурсів. Повернути товар теж можна, але краще відразу отоварюватися у продавця з хорошою репутацією, щоб уникнути тяжб з приводу повернення. Посилка може йти і місяць, і півтора - це вже у владі пошти.

Переваги сонячних батарей

  • Екологічна установка.
  • Тривалий експлуатаційний термін зі збереженням характеристик.
  • Відсутність необхідності в дорогому ремонті, технічному та сервісному обслуговуванні через рідкісний вихід з ладу.
  • Скорочення витрати газу і електрики в будинку завдяки використанню сонячних батарей.
  • Простота експлуатації.

Пайка і збірка панелей

Збірку сонячних панелей своїми руками можна розділити на три етапи:

  1. Виготовлення каркаса;
  2. Пайка фотоелектричних перетворювачів;
  3. Встановлення їх у каркас і герметизація.

Каркас можна збити з дерев'яних планок або зварити з алюмінієвих куточків. Так чи інакше, його габарити, форма і вибір матеріалів для виготовлення безпосередньо залежать від того, як він буде монтуватися.

Необхідні матеріали та інструменти

Для складання сонячної батареї знадобляться такі матеріали:

  • алюмінієвий або сталевий куточок перерізом 25х25;
  • болти 5х10 мм - 8 шт;
  • гайки 5 мм - 8 шт;
  • скло або полікарбонат 5-6 мм;
  • клей - герметик Sylgard 184;
  • клей - герметик Ceresit CS 15;
  • полікристалічні перетворювачі;
  • флюс фломастер (суміш каніфолі та спирту);
  • срібна стрічка для підключення до панелей;
  • стрічка для шини;
  • тонкий припій;
  • поролон - 3 см, тирси або стружка;
  • щільна поліетиленова плівка 10 мкм.

Інструменти, які знадобляться для складання:

  • напильник;
  • ножівка по металу з полотном 18;
  • дриль, сверла на 5 і 6 мм;
  • ключі ріжкові;
  • паяльник.

Етапи збірки

Збірка складається з декількох етапів:

  1. Для початку потрібно визначитися з розмірами рами каркаса. Вони будуть залежати від габаритів самих панелей і їх кількості. При розташуванні сонячних батарей на даху, панелі можуть повністю покрити скат або зайняти невелику його частину - тут немає певних правил, тому яка ширина і довжина буде біля рами, вибирає сам збирач.
  2. Зверху каркаса необхідно встановити скло для того щоб захистити фотоелементи від руйнування. Закріпити його можна тонким шаром силіконового герметика, а ось епоксидну смолу для цих цілей краще не використовувати, оскільки зняти скло в разі необхідності проведення ремонтних робіт і не пошкодити панелі буде вкрай складно.
  3. Під час підключення сонячних батарей до мережі схему краще вибрати змішану, оскільки вона оптимальна. Зібрані панелі вкладаються в раніше підготовлений каркас. На цьому етапі важливо не переплутати тильну сторону панелі з лицьовою.
  4. Щоб захистити задню частину батареї під час складання, можна зробити поролоновий 1916 і обернути його в поліетиленову плівку. Також підійдуть тирси або стружка, але головне, щоб їхні частинки не залишилися на елементах.
  5. Після цього потрібно прибрати бульбашки повітря, які утворюються між фотоелементами і склом, оскільки їх присутність завадить ефективній роботі батареї. Для цього на панелі потрібно укласти вантаж, а на м'який 1916 твердий лист фанери. Таким чином, фотоелементи виявляються затиснутими і так їх потрібно залишити на півдоби. Потім вантаж прибирається, а фанера і 1916 знімаються. Монтувати батарею після цього поки рано, треба щоб герметик повністю схопився.
  6. Останній етап - це виготовлення задньої стінки батареї з ДСП або ДВП з підкладкою - це запобігатиме деформації панелей.

Схема з "єднання

Енергія, яка виробляється сонячними батареями, не має технічної можливості безпосередньо використовуватися для роботи будь-яких електричних приладів. Для виділення необхідного для роботи напруги використовують своєрідні інвертори, розташовані між панеллю і основною мережею споживання.

При цьому потрібно знати три основні типи підключення сонячних панелей.

  • Автономне з'єднання. Цей варіант частіше за інших застосовується в тих територіальних зонах, де відсутня будь-яка централізована мережа електропостачання. У цьому випадку конструкцію формують акумуляторні високопотужні батареї. Принцип їх роботи полягає в накопиченні всередині себе енергії в світлий час. Коли настає час недостатнього освітлення, накопичені потоки і перенаправляються в мережу.
  • Резервне з "єднання. Цей спосіб оптимальний у місцях, де проведено централізоване електропостачання через мережу змінного струму. Створення резервної системи отримання енергії в даному випадку використовується як запасний варіант, потреба в якому може виникнути в разі аварійних ситуацій. Перебої з електропостачанням - це далеко не рідкість для дачі і в заміських господарствах і територіях, тому багато домовласників створюють додаткові можливості отримання тепла і світла.
  • Послідовне з "єднання з мережею. Щоб підключити систему до електромережі, цей метод передбачає формування надлишкової сонячної енергії та її подальшого надходження в мережу для остаточного продажу.

Можливі місця встановлення

В якості місця установки можна запропонувати кілька різних варіантів:

  1. Якщо вирішено здійснити монтаж сонячних батарей на даху, то його ухил повинен бути не більше 40 градусів. Такий варіант передбачає використання профілів як несучої конструкції для сонячної батареї. Якщо ж ухил покрівлі від 30-40 градусів, можна поставити сонячні панелі без кронштейну.
  2. Для встановлення сонячної батареї на плоскому даху, доведеться виготовити каркас зі спеціальною похилою підставкою, оскільки конструкція повинна перебувати під ухилом до даху будинку.
  3. На стіні встановлення сонячних батарей здійснюється досить рідко. У цьому випадку, як і в інших, знадобиться сталевий похилий каркас, який забезпечить розташування батареї під ухилом.
  4. Якщо в зимову пору для місцевості характерні рясні опади, то установку можна розташувати на землі. Для цього знадобиться сперти її на спеціальну штангу.
  5. Батарею можна розмістити на даху балкона або лоджії, у разі якщо це верхній поверх приватного будинку або квартира знаходиться на останньому поверсі. Якщо інсоляція дозволяє, то встановити сонячну панель можна і на зовнішній стороні балкона.

Як уникнути поширених помилок

Під час збирання та монтажу зверніть увагу на такі нюанси:

  1. Не потрібно здійснювати збірку на каркасі з задньою стінкою з брусів, так як дерево може розбухнути і конструкція деформується. Крім того, брус дуже обважнює її.
  2. Не можна використовувати як кришку оргстекло, оскільки воно перегрівається і за рахунок цього контакти між панелями приходять в непридатність, а сама система може розгерметизуватися.
  3. Сполучні клеми - не найкращий варіант об'єднання панелей один з одним, оскільки в разі ремонту їх неможливо буде роз'єднати - краще користуватися спеціально призначеними для цього конекторами.

Поради

Фахівці рекомендують дотримуватися декількох критеріїв при укладанні і підключенні сонячних батарей:

  • Пристрої, що використовують альтернативні джерела енергії, найчастіше розміщуються на стінах або покрівлі будівель. Трохи рідше вдаються до високоміцних опор. Батареї повинні бути орієнтовані таким чином, щоб на них не падала тінь розташованих поблизу об'єктів.
  • Пластини монтуються паралельними рядами, при цьому вищерозташовані ряди не повинні перекривати ті, що знаходяться під ними. Ця вимога обов'язково повинна дотримуватися, оскільки часткове або повне затінення може призвести до скорочення або припинення вироблення енергії. Не варто виключати ефект «зворотних струмів», здатний вивести обладнання з ладу.
  • Ефективність роботи панелей безпосередньо залежить від їх грамотної орієнтації щодо сонячного світла. Вся поверхня батареї повинна отримувати повний потік ультрафіолетових променів. Розрахунок правильної орієнтації здійснюється на підставі даних про географічне розташування будівлі.
  • Від географічного положення будови також залежить кут нахилу конструкції. Даний показник ґрунтується на широті координат будинку; з огляду на те, що сонце протягом року постійно змінює своє положення над горизонтом, розраховується можливість коригування кута нахилу панелей. Максимальний кут корекції в більшості випадків не перевищує 12 градусів.
  • Монтаж батарей здійснюється із забезпеченням вільного доступу до них. Це потрібно для спрощення очищення панелей від слідів атмосферних опадів, що істотно знижують ефективність функціонування батарей.
  • Широкий асортимент сонячних панелей різної цінової категорії європейських і азіатських виробників дозволяє споживачеві підібрати оптимальну модель.

Основним постачальником альтернативної енергії вважаються сонячні батареї, що гарантують високу енергетичну ефективність не тільки в ясні, але і в похмурі дні. Для забезпечення будівлі харчуванням потрібне придбання спеціального обладнання та його грамотна установка. Зробити це можна як самостійно, так і із залученням фахівців.

Виділяють кілька схем монтажу і підключення сонячних панелей. Способи встановлення батарей різняться в залежності від географічного місця їх розташування, клімату в конкретному регіоні, техніки, що живиться, і електроприладів, а також - типу споруди, у якої вони зводяться.

Відео

Дивіться у нашому відео детальну інструкцію зі складання сонячної батареї.