Солнечная электростанция для дома и квартиры
В ходе научно-технического прогресса люди научились рационально распоряжаться ресурсами природы и получать возобновляемую энергию солнца, воды или ветра. Сегодня в «умном» доме или квартире для снижения стоимости коммунальных услуг уже нередко устанавливаются солнечные батареи. Они вырабатывают энергию, поглощая солнечные лучи.
Особенно актуальным такое приспособление является в областях с большим количеством солнечных дней в году и жарким климатом. Однако и в России комплекс солнечных батарей нередко ставят на здания ввиду его экологичности и возможности создания единого комплекса электроснабжения.
Для обеспечения бесперебойного снабжения небольшой семьи энергией вам нужно будет купить панели площадью 15-20 кв. м. Один её квадратный метр на доме сможет дать энергии на 120 Вт. В месяце при этом должно быть около 20 ясных дней, а площадь крыши дома составлять не менее 40 кв. м. Стоимость всего комплекса, согласно отзывам, окупается уже за первые несколько лет.
Солнечная электростанция HR950/v 2.0 Устройство солнечных элементов
Солнечная батарея предполагает преобразование солнечной радиации в необходимое для человечества электричество. Она будет весьма выгодной как в частном строении, так и в офисных зданиях.
Состоят все батареи из солнечных элементов. Они представляет собой полупроводники - пару кремниевых пластин, которые присоединяются друг к другу. В кремний добавляются примеси для получения нужных свойств конструкции. Например, одна пластинка будет иметь в избытке валентные электроны, а у второй будет наблюдаться их недостаток. Таким образом, полупроводниковый слой получит отрицательно и положительно заряженные частицы. Граница, где элементы соприкасаются, содержит запирающий слой, который предотвращает переход избытка электронов.
При подключении источника питания извне электроны преодолеют зону замыкания, а проводник будет проводить ток. Нечто похожее происходит, когда на солнечный элемент батареи действует энергия солнца. При попадании на поверхность конструкции фотона от него будет передаваться энергия высвобождающимся электронам. А на место появления так называемой дырки станут перемещаться электроны из второй части проводника.
Устройство и принцип работы солнечной батареи Соответственно, сила тока, которую может создать элемент, будет разной в зависимости от количества фотонов, попавших его поверхность. Количество попадающих на поверхность фотонов, в свою очередь, зависит от:
- площади батареи;
- интенсивности солнечного света;
- срока использования;
- коэффициента полезного действия конструкции;
- температуры (если она значительно повышается, проводимость конструкции снижается).
Мощность солнечного света, приходящегося на 1 кв. м., составляет около 1350 Вт. Чем выше будет мощность батареи для «умной» квартиры или дома, тем больше электроэнергии она произведет. Однако и стоимость её будет выше.
Несмотря на то что отзывы об установленных покупных батареях положительные, многие хотят снизить стоимость панелей, собрав устройства для преобразования солнечного света самостоятельно. Это достаточно трудоемкий процесс, и лучшим вариантом будет приобретение готового комплекта.
Разновидности
Солнечные батареи на доме могут быть:
- автономными. Предусматривают отсутствие централизованной сети подачи электроэнергии и не предполагают ее дальнейшего подключения;
- комбинированными. Используются параллельно с традиционной электросетью по причине экономии средств или экологичности.
Кроме того, батареи для преобразования солнечной радиации в зависимости от мощности и стоимости делятся на:
- конструкции с малой мощностью. Их хватит на зарядку смартфона, а также на запитку многих электронных устройств. Однако их редко выбирают из-за не очень выгодного соотношения между мощностью и ценой;
- универсальные устройства. Они более популярны среди владельцев умного дома, так как не только помогают обеспечить энергию для работы нескольких приборов, но и отличаются необычным внешним видом. Часто покупаются для использования в полевых условиях или туристами;
- солнечные панели. Представляют собой фотопластины, которые закрепляются на специальной основе. Крепятся на крыше и в солнечную погоду. Судя по отзывам, позволяют на 100% удовлетворить потребность в электроэнергии.
Солнечные панели для солнечной электростанции Вне зависимости от разновидности, набор панели для квартиры или «умного» дома будут включать:
- инвертор для преобразования напряжения;
- аккумулятор. Используется для накопления солнечных лучей;
- устройство для контроля над зарядом.
Комплект солнечной электростанции пиковой мощности 3 кВт Схема сборки и подключения
Солнечная электростанция своими руками собирается так:
- Найдите выходные клеммы контроллера заряда, к нему подключите АКБ. После этого проводники, которые отходят от каждой панели, присоедините к входной клемме устройства для контроля над зарядом. Если к панелям прилагается в комплекте кабель, этот шаг не нужен.
- Присоединять проводники требуется по схеме «+» к «+», а также «-» к «-». После этого на клеммы, расположенные у входа инвертора, подается питание от АКБ.
- Включив контроллер за зарядом и инвертор, вы увидите, что электричество, которое начнет вырабатывать панель, будет заряжать аккумулятор.
Для определения полярности выходов в панелях преобразования солнечной энергии вам достаточно измерить напряжение в клеммах, воспользовавшись мультиметром. Если возле цифр величины напряжения нет знака «минус», черный щуп устройства будет соответствовать отрицательной клемме, и наоборот.
Схема подключения солнечных панелей и бытовой нагрузки Правила монтажа
Монтаж преобразователей солнечной радиации нужно проводить, придерживаясь следующих правил:
- Устанавливайте элементы на самое освещенное место крыши «умного» дома, которое не будет в любое время дня находится под тенью деревьев или крыш других строений. Возможна установка панелей на стены или опоры, которые ставятся непосредственно на земле.
- Чтобы панель вырабатывала максимальное количество энергии, соблюдайте требуемый азимут и угол наклона. Например, для Северного полушария необходимый азимут составляет 180 градусов строго в южную сторону. При этом угол, на который нужно наклонить конструкцию, зависит от широты расположения вашего населенного пункта (к примеру, для Петербурга этот показатель равен 60 градусам: 0 градусов горизонтально и 90 - вертикально). Летом можно увеличивать наклон, а зимой - уменьшать на 10 градусов. Существует немало калькуляторов, отображающих зависимость количества вырабатываемой энергии от азимута или величины наклона.
Монтаж солнечных батарей - Зимой выпавший на солнечные элементы снег предотвратит дальнейшую выработку электричества. Поэтому важно вовремя счищать его с поверхности или устанавливать панели под большим наклоном.
- Если вы устанавливаете на крыше «умного» дома большое количество панелей в несколько рядов, соблюдайте расстояние между ними (не меньше 1,7 высоты ряда) для предотвращения создания тени от модулей.
- Все компоненты для установки поставляются в комплекте. Профиль каждой составляющей из алюминия имеет несколько крепежных отверстий для множества вариаций крепления элементов.
