Выбор солнечных батарей для частного дома

Для частного дома солнечные батареиВ последнее время отмечается необыкновенный рост популярности альтернативных источников энергии. И если несколько лет назад покупка солнечных батарей для частного дома считалась неведанной роскошью, то сегодня такие конструкции появляются на многих загородных домах и коттеджах. С точки зрения экономичности, надежности и простоты обслуживания солнечные панели являются весьма выгодным решением.

Общая информация

Как установить солнечные батареи

Причина популярности солнечных панелей для частного дома очевидна и заключается в возможности снизить расходы на электроэнергию и обеспечить помещение экологически чистым источником жизнеобеспечения. Однако нужно знать, как правильно обустроить такую систему и сколько это будет стоить.

Применение энергии солнца для добычи электричества не считается чем-то инновационным. В течение нескольких десятилетий жители европейских стран, Америки и Австралии активно использовали тепло для восполнения своих ежедневных потребностей в электроэнергии. Однако в северных регионах, где солнечная активность не такая высокая, как на юге, панели не обрели широкой популярности. Из-за этого в такой местности установка батарей считается дополнительным или запасным вариантом энергообеспечения.

Принцип добычи энергии из солнечного света основан на взаимодействии ультрафиолетовых лучей с коллекторами или батареями. Установка аккумулирует солнечную энергию, а затем поставляет ее напрямую к бытовым приборам.

Сама конструкция солнечной панели выглядит незамысловато. Ключевой деталью батареи являются фотоэлемент на одной стороне и фиксирующий механизм на другой. Если владеть определенными навыками и знаниями, тогда изготовить такое оборудование можно своими руками. Однако гораздо проще и удобнее приобрести готовый элемент в магазине, тем более выбор моделей и предложений очень обширный.

Чтобы достичь максимальных показателей КПД, панели размещаются на динамических механизмах, которые похожи на систему слежения (они способны поворачиваться вслед за направлением солнечных лучей). Преобразование солнечной энергии в электрическую осуществляется в специальных трубках, которые расположены внутри конструкции.

Что касается гелиосистем, то, в отличие от обычных солнечных панелей, которые способны аккумулировать электроэнергию, эти установки только нагревают теплоноситель. Зачастую их используют для обустройства автономного отопления в загородных домах и коттеджах.

Плюсы и минусы

Если в недалеком прошлом солнечная электроэнергия упоминалась только в футуристических фильмах и считалась чем-то нереальным, то сегодня она активно внедряется при обустройстве источников жизнеобеспечения для частного дома. Солнечные батареи характеризуются массой плюсов, которые делают их востребованными и продаваемыми. Среди самых важных преимуществ:

  1. Преимущества солнечных батареекПолная экологичность. Солнечная энергия считается безопасной как для людей, так и для окружающей среды. Она является наиболее чистым источником тепла, который не выбрасывает вредных веществ в атмосферу, не вредит природе и жильцам дома.
  2. Автономность и независимость от тарифов на электроэнергию или экономических изменений в государстве.
  3. Общедоступность. Для монтажа панелей на крыше собственного дома не нужно получать каких-либо разрешений или оформлять многочисленные документы.
  4. Экономичность. Если в помещении обустроена традиционная система отопления, монтаж солнечных панелей может стать хорошим способом снизить расходы на обогрев и горячее водоснабжение.

Однако кроме плюсов у таких источников энергии есть и минусы. К ним относится высокая стоимость оборудования, монтажных работ и технического обслуживания системы. Чтобы определить эффективность работы панелей, нужно следить за ними в течение 3 лет (при условии, что солнечная энергия вырабатывается активно и постоянно).

Владельцы таких конструкций становятся зависимыми от географического расположения и погодных условий, ведь чем меньше солнечной активности замечается в их регионе, тем ниже будет КПД оборудования. При использовании панелей необходимо заранее обустраивать резервные источники энергии, например, газовые или твердотопливные котлы. В качестве хорошей альтернативы может использоваться гелиосистема.

Для достижения высокой продуктивности работы важно постоянно следить за исправностью коллекторов, чистить их от технического мусора, а также избегать появления наледи в период сильных морозов. Если система устанавливается в регионах с высокой вероятностью ночных морозов, ее нужно дополнительно защищать от холода.

Основные типы

Отопление дома солнечной энергиейПеред тем как отправиться за покупкой панелей и установить их на крыше своего дома, нужно тщательно разобраться в рабочих характеристиках, принципе работы и других особенностях оборудования. С технической точки зрения панель представляет собой фотоэлектрическую систему электроснабжения, которая преобразовывает солнечные лучи в источник электроэнергии и работает по принципу физического закона фотоэффекта.

В течение двух столетий ученые работали над усовершенствованием подобных установок, поэтому современные батареи демонстрируют отличные результаты и являются высокопродуктивными. Показатели КПД новых панелей варьируются в диапазоне от 1 до 46%. Более того, на рынке представлены десятки моделей подобного оборудования, которые отличаются не только своими техническими характеристиками, но и эффективностью работы и преимуществами. В настоящее время все типы солнечных систем, доступных на рынке, относятся к трем группам:

  1. Достоинства солнечных батарейПервая категория включает в себя установки, которые работают автономно и без взаимодействия с централизованной электрической сетью. Работа таких панелей базируется в собственном контуре, что позволяет запускать прямое электропитание бытовых приборов. Встроенные аккумуляторы способны накапливать энергию на долгое время, что необходимо для восстановления электроснабжения при падении интенсивности солнечного света или превышении потребляемой мощности выше допустимого уровня.
  2. Вторая группа солнечных панелей состоит из открытых ФСЭ. В конструкции таких систем не предусмотрены аккумуляторы, при этом они зависимы от общей сети электропитания. Если уровень потребляемой мощности не превышает значение вырабатываемой, тогда основная сеть отсоединяется. В противном случае ФСЭ отключится, а электроэнергия будет поставляться основной сетью. Представители второй категории характеризуются максимальной надежностью, дешевизной и доступностью.
  3. К третьей категории солнечных батарей относятся комбинированные системы. Они совмещают в себе свойства двух предыдущих типов, что гарантирует высокий показатель КПД и открывает дополнительное свойство — оставшаяся энергия, которая вырабатывается или накапливается панелью, передается в основную сеть и может использоваться для коммерческих целей.

Обустройство отопления

Не секрет, что современные солнечные батареи для дома могут использоваться не только для питания бытовых приборов, но и для обустройства автономной отопительной системы. Чтобы воплотить такой замысел в реальную жизнь, нужно собрать специальную конструкцию с накопительным баком, где будет осуществляться нагрев теплоносителя. Как только жидкость прогреется до определенных показателей, она начнет циркулировать по трубам, выполняя обогрев помещения. Для обустройства системы отопления можно использовать три типа панелей:

  1. Как выбрать тип отопления частного домаМонокристаллические. Они представляют собой тонкие пластины из чистого кремния, которые создаются из специального кристалла. Показатели КПД таких конструкций достигают 17—18%, а лучшей температурой для работы считается диапазон от 5 до 25 °C.
  2. Поликристаллические. В качестве материала изготовления используются специальные пластины, созданные посредством охлаждения кремниевого расплава. Создаются такие панели по немного упрощенной технологии, но их КПД составляет всего лишь 12%.
  3. Аморфные. Второе название — пленочные. Такие панели изготавливаются с помощью испарительной фазы, в результате чего конденсат кремния оседает на полимерной гибкой основе, превращая конструкцию в фотоэлемент. Из-за невысокой стоимости аморфные модели пользуются широким спросом, однако показатели их производительности не превышают 7%.

При обустройстве отопительной системы в северном регионе желательно использовать монокристаллические системы. И хоть их цену нельзя назвать маленькой, она оправдывается лучшей продуктивностью работы и долговечностью.

Внешние элементы эффективно поглощают ультрафиолетовые лучи, а затем концентрируют высвобожденную энергию в специальный носитель. Один монокристаллический элемент способен аккумулировать около 100—250 Вт энергии, а целая панель, занимающая площадь 25—30 квадратных метров, свободно обслуживает целый жилой домик. Если задача заключается в подготовке системы отопления, то энергии нужно в 2—3 раза больше.

В качестве преобразователя постоянного тока может использоваться инвертор, ведь отопительное оборудование и все бытовые приборы функционируют только от переменного тока.

Эффективность использования

Модель солнечной батареиЧтобы не задумываться над тем, оправдывает ли себя покупка панелей для дома, желательно сразу составить оптимальную схему расположения таких конструкций и выбрать наиболее подходящий тип, руководствуясь географическими условиями, финансовыми возможностями и другими критериями выбора. Если на крыше уже имеется продуктивная панель с генератором, которая отлично обслуживает бытовые приборы и решает задачу горячего водоснабжения, то нет смысла тратить много средств на покупку еще одной такой системы.

Вместо этого можно обойтись доступными фотоэлектрическими преобразователями, например, кремниевыми панелями с показателем КПД до 23—25%. К установке дополнительно подключается отопительный прибор, как правило, котел с распределительной разводкой.

Правильная организация солнечной системы в частном доме — залог быстрого и доступного восполнения потребительских нужд в отоплении и горячем водоснабжении. В большинстве случаев об успешном монтаже батарей можно узнать по внешнему виду кровельной конструкции — она будет полностью заполнена панелями. Более того, порой приходится возводить дополнительно стоящие конструкции, ведь площади кровли может не хватить.

Проведение расчетов и обзор факторов

К сожалению, даже самые тщательные математические расчеты не дают возможности точно определить количество требуемой энергии и схему монтажа системы. На эффективность работы подобного оборудования могут влиять разные препятствия и факторы. Среди них:

  1. Особенности монтажа солнечной батареиПогодные условия. Точное число солнечных дней в году неизвестно, ведь даже в самых южных районах встречается затяжная пасмурная погода. На севере предугадать такой фактор вообще невозможно.
  2. Нерегулярность получения электричества. В зимнюю пору продолжительность светового дня в северных районах очень короткая. Это значит, что существенный процент выработанной энергии уходит на освещение. Да и солнечная активность в такой промежуток времени совсем незначительная.
  3. Временные сбои в работе и поломки. К сожалению, как и любые другие технические устройства, солнечные панели могут выходить из строя и терять свой рабочий потенциал. Объясняется это повреждением отдельных деталей, контактов и защитных поверхностей.

Учитывая такие факторы, можно сказать, что определить эффективность солнечных панелей для дома можно только через какой-то промежуток времени. В идеале он занимает один год, но на практике — не меньше трех. Перед тем как решиться на покупку такого оборудования, нужно тщательно взвесить все за и против, проконсультироваться с экспертом, а также оценить рентабельность своего решения.