Солнечные батареи – прекрасный способ создать автономное энергоснабжение. Такая система обеспечит высокую эффективность работы даже при плохой погоде. Неужели такого устройства не хватает в каждом доме?
Чтобы достичь этого достаточно правильно подобрать технические составляющие и выполнить монтаж. Любой человек, знакомый со схемами и методами подключения солнечных панелей, способен это сделать. Мы расскажем о создании производительной системы, преобразующей «зеленую энергию» в электричество, необходимое для работы бытовых приборов.
Вы узнаете, где установить гелиопанели и как их подключить к стационарной электросети.
Полезные советы и важные рекомендации помогут домашним мастерам. Для лучшего понимания приложены тематические фотографии, схемы и видеоролики.
Устройство солнечной батареи
Чтобы самостоятельно установить солнечные панели, нужно знать состав такой системы.
Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементахЭти устройства служат для преобразования солнечной энергии в электрическую. Сила тока системы определяется яркостью света: чем сильнее излучение, тем большее количество тока получается.
Система состоит из основных конструктивных элементов.
- Солнечная батареяИзлучает электроэнергию, используя солнечное сияние.
- АккумуляторБатарея — это химический элемент, вырабатывающий электричество и хранящий его.
- Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
- ИнверторУстройство, превращающее постоянный ток от аккумулятора в переменный 220В, необходимый для освещения и работы бытовых приборов.
- ПредохранителиПредотвращающие короткие замыкания, устанавливаются между каждым элементом системы.
- Комплект коннекторов стандарта МС4.
Кроме контроля напряжения аккумуляторов, устройство может отключать отдельные элементы по мере необходимости. При достижении на клеммах аккумулятора показателя в 14 Вольт днем, свидетельствующего о перезарядке, контроллер прекращает подачу заряда.
Когда напряжение аккумуляторов ночью падает до 11 Вольт, контроллер прекращает работу электростанции.
Где лучше установить панели?
Прежде чем устанавливать и подключать солнечную батарею, нужно решить, где её разместить.
Можно установить солнечные батареи почти где угодно, где достаточно света.
- на крыше загородного коттеджа;
- на балконе многоквартирного дома;
- на прилегающей к дому территории.
Важно создать предпосылки для наибольшей генерации электроэнергии. К таким условиям относится ориентировка и наклон по отношению к горизонту.
Поверхность, поглощающая свет, агрегата должна смотреть на юг.
Для наилучшего результата солнечные лучи должны освещать поверхность под прямым углом. Выбранный угол наклона нужно считать с учетом местного климата; для каждой области он индивидуален.
В Москве летом наклон плоскости солнечных батарей делают 15-20°, зимой же его увеличивают до 60-70°.
Установка солнечных панелей на участке рядом с домом предполагает их размещение на высоте не менее полуметра над уровнем земли для предотвращения засыпания снегом. Такая конструкция также способствует циркуляции воздуха в непосредственной близости от батарей.
Необходимо учитывать, что даже незначительное затемнение негативно сказывается на производстве электричества агрегатом. Располагать панели следует исключительно в хорошо освещенных местах.
Существуют разные способы крепления панелей.
- посредством задействования прижимных фиксаторов;
- Соединение выполняется посредством болтов через отверстия в нижней части рамки.
Опору нужно сделать из устойчивых к коррозии материалов. Без разницы, как монтировать панели, не допускается самостоятельное изменение конструкции и сверление дополнительных отверстий.
Домовладелец обязан следить за чистотой панелей. Осадки, грязь и помет птиц на поверхности экрана снижают выработку энергии системы не менее чем на 10 %.
Варианты соединения гелиобатарей
Состоящие из отдельных панелей солнечные батареи способны повышать мощность, напряжение и ток при соединении элементов согласно законам физики.
Установка нескольких панелей возможно с помощью трёх способов соединения.
- параллельная;
- последовательная;
- смешанная.
Параллельное соединение предусматривает присоединение одинаковых контактов, создавая два совместных узла для проводов и их ответвлений.
Максимальный ток на выходе при параллельной схеме увеличивается с увеличением силы тока. количеству подключенных элементовВ рекомендуемой статье указаны принципы расчёта количества.
Для последовательной схемы соединяют полюса: плюс первой панели с минусом второй. Остающийся плюс второй панели и минус первой батареи подключают к далее стоящему в схеме контроллеру.
Этот тип соединения позволяет передавать электроэнергию по единой траектории от генератора к приемнику.
Для объединения нескольких групп батарей применяют последовательно-параллельную или смешанную схемы.
Эта схема позволяет на выходе увеличивать как напряжение, так и ток.
Такой вариант благоприятен тем, что при неисправности какого-либо элемента системы остальная часть продолжает работать. Это увеличивает надёжность всей системы.
Комбинированная схема собирается так, что устройства внутри каждой группы подключаются параллельно, а все группы – последовательно в общую цепь.
С помощью различных типов соединений можно создать аккумулятор с нужными характеристиками. Важно лишь, чтобы количество соединённых элементов позволяло напряжению, подаваемому на аккумулятор, с учётом падения напряжения в зарядной цепи, превосходить напряжение самого аккумулятора. аккумуляторовПри этом ток нагрузки батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.
Схема сборки солнечной электросистемы
К установке солнечных панелей подключают встроенные провода с сечением 4 мм. 2Для задачи лучше всего годятся медные провода с одной жилой, имеющие изоляционную обмотку, стойкую к воздействию ультрафиолетовых лучей.
При применении проводов с неустойчивой к ультрафиолету изоляцией следует использовать гофрорукав для наружной прокладки.
Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелейНеобходимо обязательно проверить качество выполненного электромонтажа.
При установке панелей не следует превышать допустимые ток и напряжение, указанные для остальных устройств. Следует руководствоваться требованиями производителя к контроллеру заряда и инвертору.
Самая простая солнечная электростанция собирается по стандартной схеме.
Чтобы избежать поломки контроллераПодключение элементов системы должно производиться в определенной последовательности.
Монтаж производится поэтапно.
- Подключите аккумулятор к контроллеру через подходящие разъемы, обращая внимание на полярность.
- Через разъёмы, сохраняя полярность, к контроллеру подсоединяют солнечную батарею.
- К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
- Для преобразования напряжения с 12 до 220 В используют инвертор. Подключить его нужно лишь к аккумулятору, избегая прямого соединения с контроллером.
- Электроприборы, предназначенные для напряжения 220 В, подключают к свободному выходу инвертора.
После подключения проверим полярность и напряжение холостого хода панелей. Если показания не совпадают с паспортными, значит, соединение сделано некорректно.
Перед окончанием работ солнечную батарею требуется заземлить. В точках соединения аккумуляторной батареи, инвертора и контроллера устанавливаются предохранители для уменьшения вероятности короткого замыкания.
Солнечные электростанции обеспечат энергией работу небольших бытовых устройств и зарядку батарей мобильных гаджетов.
Информация о том, как построить солнечную батарею своими руками, доступна желающим. в следующей статье.
Подключение разнонаправленных элементов
Для сохранения эффективности работы устройств при монтаже солнечных батарей поэтапно необходимо располагать все панели общей цепи под одинаковым углом на одной плоскости.
Размещение панелей в разных плоскостях может вызвать ситуацию, когда ближе и лучше освещённые работают с большей мощностью по сравнению с теми, что немного дальше.
Это означает, что ближайшая панель будет вырабатывать электричество, часть которого пойдёт на нагрев более удалённых панелей. Такой принцип основан на том, что ток движется по пути наименьшего сопротивления. Для минимизации потерь лучше использовать отдельный контроллер для каждой панели.
Возможным решением является установка отсекающих диодов между пластинами. Это предотвращает перегрев пластин при максимальном выходном мощностном показателе.
Значение имеет падение напряжения в соединениях и проводов низковольтного участка системы.
Пример тому — метровый участок кабеля сечением 4 мм² . 2При токе в 80 А (напряжение 12 В) значения снижаются на 3,19%, что эквивалентно 30,6 Вт. При использовании скруток падение напряжения может колебаться от 0,1 до 0,3 В.
Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети
Подключение к солнечной электроэнергии при наличии централизованной сети отличается. Частный потребитель не может передавать остаток энергии в сеть.
Это может привести к скачкам напряжения, продолжающимся до секунды.
По данной схеме напряжение с гелиополя поступает сначала на аккумулятор, а затем — на нагрузку.
При разработке такого варианта монтажа следует учитывать два вида нагрузок.
- не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
- резервируемая– система экстренного освещения, холодильник, электрический водонагреватель.
Ёмкость аккумулятора определяет время работы в автономном режиме для резервных электроприборов.
При принятии такого решения о производстве электроэнергии для сети, приготовьтесь к необходимости получить разрешение в местной энергосистеме.
Несмотря на то, что инверторы для солнечных батарейМестные энергосистемы генерируют напряжение, которое иногда превосходит качество сетевого, но не разрешают счетчикам крутиться наоборот.
В случае отсутствия напряжения в сети, по схеме, солнечные инверторы прекращают работу, а запитана резервируемая нагрузка начинает функционировать от АКБ.
Выводы и полезное видео по теме
Создатели видео поделились своими наблюдениями о монтаже солнечных батарей.
Видео №1. Демонстрация сборки и монтажа заводской системы.
Видео #2. Как правильно установить панели:
Соединение панелей с остальными частями системы не представляет сложности. Тем не менее для новичков этот процесс может быть трудным. В случае отсутствия опыта расчетов и монтажных навыков лучше обратиться к профессионалу, обладающему нужной квалификацией.
Расскажите, как собирали солнечную электростанцию для дачи или загородного дома. Возможно, знаете тонкости, не упомянутые в статье? Пишите комментарии ниже, задавайте вопросы, делитесь мнением и фотографиями.