Встановлення сонячних батарей на дах: особливості конструкції та її ефективність

Альтернативні джерела отримання електроенергії зараз як ніколи актуальні. Наприклад, сонячна енергетика є поновлюваною, практично невичерпною і може генерувати екологічно чисту електроенергію, не завдаючи шкоди навколишньому середовищу. Сонячні батареї виступають джерелом електричного струму, який виходить шляхом перетворення сонячного випромінювання, що надходить на пластини, в електроенергію. Давайте розглянемо питання встановлення сонячних батарей в якості додаткового джерела електроенергії для приватного будинку або котеджу і з'ясуємо наскільки окупається дорожнеча такої установки. Почнемо з пристрою самої сонячної батареї.

Сонячна батарея складається з:

Фотогенератора напівпровідникового типу, який перетворює енергію сонця в електричний струм;

Інвертора, завдяки якому струм перетвориться в змінний, тобто той, який використовується в електроприладах;

Контролера, який потрібен, щоб стежити за зарядом батареї.

Акумуляторних батарей для накопичення енергії протягом світлового дня і віддачі її споживачеві у вечірній і нічний час.

Сонячна батарея має багато переваг:

• Сонячна енергія - безкоштовна і невичерпна.
• Не несе шкоду для навколишнього середовища.
• Для обслуговування достатньо тільки чистити батареї від пилу.
• Можна отримати енергію там, де немає централізованої мережі.
• Можна комбінувати з іншим електрообладнанням.
• Окупається швидко.

Але є й недоліки:

• Висока вартість обладнання.
• Досить низький коефіцієнт корисної дії.
• Пряма залежність від сонця.

Сонячна батарея на даху приватного будинку

Є два способи установки: переробка даху або заміна його частини на фотоелементи. Існує думка, що така конструкція досить громіздка, але це не так. Часто використовуються такі батареї, які виглядають як черепиця. Вони стоять в два рази дешевше звичайних батарей, і мають більш високу ефективність. Фотоелемент вбудовують в форму і монтують на покрівлі. Перевагами є економія грошей і те, що зовнішній вигляд покрівлі не змінюється.

Принципи роботи сонячної батареї

1. Фотони, які вдаряються об поверхню, поглинаються за допомогою робочого матеріалу.
2. Фотони вибивають рідні електрони, стикаючись з атомами речовини. При цьому отримуємо різницю потенціалів, а активні електрони починають активно рухатися, щоб погасити різницю, що призводить до виникнення електричного струму.
3. Струм перетвориться в постійний, який йде до акумулятора або споживача.

Монтаж сонячної батареї

Спосіб кріплення. При монтажі виготовляють каркас зі сталевими або профільними алюмінієвими рамками. Можна використовувати і дерево, але цей матеріал недовговічний. Кріплення батареї здійснюють за допомогою локерних саморізів або гвинтових з’єднань.

Орієнтація. Орієнтацію здійснюють за допомогою приладів, при цьому маючи на увазі, що наша півкуля опромінюється з південного напрямку. Розташовувати сонячну батарею варто перпендикулярно до південної сторони під кутом до горизонту, який встановлюють для експлуатації на цілий рік, або змінюють зі зміною пір року.

Вплив температури та снігу. Фотоелектричний перетворювач реагує на підвищення температури зниженням вихідної потужності, геліомодулі нагріваються.

При монтажі обов'язково передбачають вільний простір для циркуляції повітря і тепла. Дуже актуально це для плоскої поверхні.

Зручно закріпити сонячні батареї можна на плоскому даху з південним напрямком або просто на відкритому майданчику. Для цього зварюється металева рама, яка має форму трикутної горизонтальної призми, яка піднята над поверхнею на висоту, що перевищує можливі снігові замети. Це являє собою пасивний захист від снігу. Отримана рама кріпиться до силових елементів в будівельній конструкції, в яку встановлюють сонячні модулі.

У деяких випадках непоганого результату можна досягти опусканням кріплення рами нижче, ніж скат у даху. В результаті створюється хороший повітрообмін. Необхідно вибирати горизонтальне орієнтування панелі, оскільки при вертикальному збільшується перепад температур між осередками верхньої і нижньої сторони.

Відбите світло. Сонячні батареї приймають світловий потік з різних сторін, в тому числі і тильної поверхні (відбите світло). За рахунок перетворення цього світла задньою стороною батареї отримують збільшення потужності на 40-50%.

Вплив сезону. Найгірші умови для роботи сонячної батареї восени: світлий час скорочується, похмура погода заважає сонячному потоку, а темна земна поверхня поглинає і не відображає світло.

З приходом зими збільшується розсіяне освітлення сніговим покривом. Відкрите сніжне поле створює до вісімдесяти відсотків відбитого світла.

Вартість сонячних панелей

Перед тим, як зробити покупку, ви повинні визначитися, скільки можете інвестувати, адже середнього розміру панель коштує близько 500 доларів. Ви зіткнетеся і з іншими витратами на установку панелей з сонячних батарей, такими як покупка інвектора, який перетворює сонячну енергію в змінний струм (вартість близько 1000 доларів); батареї, які потрібна для запасу електроенергії; контролера, який керує всім процесом (вартість батареї і контролера до тисячі доларів). Природно, вам знадобляться і кріплення. Якщо ви бажаєте повністю відмовитися від мережі, то установка буде коштувати до десяти тисяч доларів. Однак, витративши таку суму один раз, ви отримаєте унікальну можливість продавати електроенергію в мережу. Погодьтеся, непоганий пасивний дохід? Крім того підраховано, що установка сонячної батареї на 30 кВт окупається за 6-7 років.

Розробки в сфері сонячної енергетики постійно рухаються вперед разом з оптимізацією матеріалів та їх цін. Наприклад, вартість скляного сонячного даху Tesla нітрохи не перевищує вартість звичайної покрівлі, за словами керівника компанії Ілона Маска.

Раніше ми вже розповідали про скляну черепицю від компанії SolTech. Так ось, виявляється, скляна сонячна черепиця на 80% менше важить і характеризується меншою крихкістю, ніж традиційна керамічна. За рахунок цього оптимізується і здешевлюється процес поставок цього покрівельного матеріалу. Що цікаво, у продажу вже заплановані різноманітні моделі такої скляною черепиці - від матової до текстурованої.

З огляду на цей факт та інші переваги сонячних електростанцій, можна стверджувати, що сонячна енергетика з кожним днем буде тільки розвиватися і ставати популярнішою як екологічно чисти й генератор електрики, а також джерело нових доходів.