Сонячна батарея: потужність, характеристики, вибір і установка

Все частіше жителі Росії обладнають свої будинки і квартири системами автономного живлення або водопостачання. Це не дивно при темпі зростання сум в рахунках за комунальні послуги. Приміром, якщо ні можливості заощадити на електроенергії без установки додаткового обладнання, непоганим виходом може стати придбання потужної сонячної батареї з панелями для енергопостачання всього будинку або більш дешевої, здатної забезпечити харчуванням Частина квартири. Звичайно, тут не обійтися без початкових вкладень, проте вони досить швидко окупаються. Саме про подібну автономізації сьогодні піде мова.

Сонячна батарея-що це?

Якщо бути точним у визначеннях, то сама по собі така АКБ марна для автономізації удома. Для того щоб система функціонувала, потрібне додаткове обладнання. Для перетворення ультрафіолетового випромінювання в електричну енергію знадобиться комплект сонячних панелей, який найчастіше монтується на даху будинку або зовнішній сонячній стороні балкона квартири.

Потужність самої батареї дуже важлива-саме вона визначає кількість обладнання, яке буде працювати від подібного обладнання. Однак багато що залежить від того, скільки сонячних днів в році в тому чи іншому регіоні. Вся енергія, прийнята за день елементами для сонячної батареї (панелями), накопичується в батареї і витрачається в темний час доби.

Їх чого складається сонячна батарея

Подібна система складається з 4 основних елементів:

1. Панелей, які приймають ультрафіолетові промені і передають їх на перетворювач.
2. Інвертора, здатного згенерувати змінний струм з постійного.
3. Акумуляторних батарей, що накопичують енергію, отриману від панелей.
4. Датчика, що контролює заряд. Він не дає батареї прийняти зайву енергію і збільшує ефективність всієї системи.

Вартість сонячних батарей для будинку може істотно відрізнятися, в залежності від їх потужності і ємності (комплект з 1 батареї на 60 Вт, акумулятора, контролера і інвертора обійдеться від 27 000 руб. без установки, тоді як набір з 4 батарей на 230 Вт – більше 300 000).

Переваги і недоліки подібних установок

Якщо порівнювати кількість позитивних і негативних якостей сонячних батарей (потужність тут значення не має), то плюсів можна знайти значно більше, ніж мінусів. Основними достоїнствами можна назвати:

• відсутність необхідності оплати електроенергії, що значно економить сімейний бюджет;
• довговічність;
• технічне обслуговування не потрібно протягом всього терміну роботи;
• шум, що виникає, наприклад, при роботі звичайного генератора відсутня;
• достатній коефіцієнт корисної дії (ККД);
• вироблення електроенергії є екологічно чистою-будь-які викиди в атмосферу відсутні.

Негативний момент використання таких систем-це досить висока ціна сонячних панелей. А також залежність від погоди і необхідність наявності досвіду установки і електромонтажу.

Ціна сонячних панелей і її залежність від ККД

Варто відразу зазначити, що занадто високого коефіцієнта корисної дії очікувати від подібних систем не варто. В середньому це 9-19 %. Найбільш дешевим видом (від 70 руб. за 1 Вт) вироблення електроенергії можна назвати панелі, виготовлені з телуриду кадмію - їх ККД дорівнює 11 %.

Трохи дорожче (від 200 руб. За 1 Вт) обійдуться плівкові вироби, коефіцієнт яких становить близько 9 %. Однак вони найбільш прості в монтажі.

Самими ж дорогими є монокристалічні кремнієві панелі (1 комплект від 20 000 руб.). Вони складніше в установці, але мають ККД до 19 %.

Критерії вибору обладнання по потужності

Залежно від того, для живлення якого обладнання будуть використовуватися панелі, підбираються і їх параметри. Саме тому, перед тим, як розрахувати потужність сонячних батарей для будинку, слід переписати характеристики побутових і освітлювальних приладів на окремий лист. Після цього складаються всі показники потужності, а до отриманого значення додається 30 %. Це робиться для того, щоб залишилася можливість підключення нової техніки, якої в квартирах з кожним роком стає все більше.

При виборі варто пам`ятати, що АКБ малої потужності використовують лише для освітлення будинку і зарядки декількох пристроїв. Середній клас вже здатний забезпечити електроенергією всі побутові пристрої житла. А ось сонячні батареї великої потужності дають можливість додатково підключити і опалення. Якщо встановлені подібні АКБ і правильно підібрано кількість панелей, це забезпечить повну автономність і незалежність від централізованого енергопостачання.

Як перевірити вихідну потужність сонячної батареї (панелі)

Досить часто споживачі скаржаться на невідповідність заявлених параметрів обладнання з реальними. Особливо це стосується фотоелементів, придбаних на китайських інтернет-ресурсах. Для того щоб переконатися, чи вірно вказані технічні дані, можна скористатися кількома способами. Звичайно, найбільш точний, але разом з тим і дорогий-це здати панель в спеціалізовану лабораторію. Але в Росії люди звикли справлятися з усіма питаннями своїми силами. До того ж, зайві витрати тут ні до чого, а значить варто розглянути інші варіанти.

Більш складний спосіб самостійної перевірки

Для його виробництва буде потрібно спеціальний МРТТ-контролер. Обладнання недешеве, але ті, хто стикався з подібною проблемою, знають, що похибка вимірювань при його використанні становить всього 5 %. Також необхідно мати під рукою трохи розряджений акумулятор. Всі виміри проводяться в сонячну погоду при температурі не менше + 18 ° з. Порядок дій наступний:

• панель встановлюється під кутом 45 до сонячних променів;
• контролер підключається до АКБ, після чого до нього приєднують фотоелемент;
• отримані на дисплеї параметри (напруга і струм) необхідно записати;
• показники перемножуються.

Результатом буде реальна потужність, яку може виробляти панель.

Варто відзначити, що показання МРТТ-контролера будуть вірними тільки за умови, що струм панелі вище ємності акумулятора. У зворотному випадку кінцеві дані по потужності слід помножити на 0,95.

Найпростіший варіант випробувань по потужності

Тут не буде потрібно використання дорогого обладнання. Досить звичайного мультиметра. Перед тим як перевірити потужність сонячної батареї, її необхідно розташувати аналогічно попередньому варіанту, після чого встановити тумблер тестера на максимум прямого струму. Записавши ці показання, потрібно переключити мультиметр на 10а і знову зафіксувати дані. Слід розуміти, що кінцевий результат матиме похибку близько 10 %. На останньому етапі множимо твір зафіксованих показників на коефіцієнт 0,78.

Розміщення та комутація сонячних панелей

Багато хто вважає, що якщо ємність батарей достатня, централізоване енергопостачання можна повністю відключити, проте це не так. Подібне забезпечення електрикою залежить від погодних умов, які людина регулювати не в силах. Адже якщо взимку буде похмура і сніжна погода, яка затримається в регіоні на 2-3 тижні, то незалежно від потужності сонячної батареї або її ємності одного разу житло залишиться без електрики. Тому слід правильно змонтувати систему. Це дозволить (у разі нестачі сонячного світла) без проблем переключитися на централізоване живлення.

Основну роботу по перемиканню виконує інвертор. Саме до нього підключені дроти централізованої подачі електроенергії і сонячної батареї. За допомогою спеціальних мікроконтролерів подібний пристрій самостійно перемкне джерело, якщо АКБ буде розряджена і навпаки. Таким чином, власник і його техніка повністю захищені від стрибків або падінь напруги.

Навіть якщо в регіоні, де встановлені сонячні батареї, сонячних днів завжди більше, і погода практично не підносить сюрпризів, не варто забувати про можливість виходу обладнання з ладу. Від поломки ніхто не застрахований, а залишитися без світла і тепла в зимовий час навряд чи кому-небудь захочеться.

Варіанти комутації батарей в залежності від типу панелей

Тут можна провести аналогію зі світлодіодними стрічками, які можуть працювати від різної напруги. Найчастіше це 12, 24 або 36 В. Різниця лише в тому, що сонячні панелі можуть виробляти 12, 24 або 48 В. Саме від цього і буде залежати варіант підключення акумуляторів:

• при напрузі 12 В все просто-більше одного АКБ коммутируются паралельно, що збільшує їх ємність;
• 24 в – 2 акумулятора підключаються послідовно. Можливий монтаж чотирьох, шести і т.д. Кількість обов`язково має бути кратно двом (парним);
• 48 В – 4 (8, 12...) АКБ з послідовним підключенням по 4 шт.

Багатьом останній варіант більш до душі, проте не варто недооцінювати напруга в 48 В-воно вже вважається небезпечним для життя і здоров`я людини. З цієї причини фахівці не радять установку подібних систем при відсутності належного досвіду і знань техніки електробезпеки.

Деякі поради щодо розміщення батарей та панелей

При монтажі подібного обладнання не варто намагатися закрити всю площу даху. Розміщення панелей на сонячній стороні цілком виправдано, а ось там, куди промені потрапляють рідко, фотоелементи абсолютно ні до чого. Самі акумулятори повинні бути захищені від попадання вологи. Шкідливі їм і прямі сонячні промені. Слід передбачити і безпеку дітей, якщо такі є в будинку. Незважаючи на те, що для дорослої людини напруга 12 в практично нешкідливо, здоров`ю малюка такий розряд може завдати серйозної шкоди, аж до летального результату, не кажучи вже про 24 і 48 В.

Оптимальним розташуванням АКБ буде горище. Якщо ж планується розміщення на балконі, то можна встановити акумулятори навряд, уздовж стін. Що ж стосується загального монтажу, то досить детальна інформація викладена в наступному відео.