Сонячна батарея: потужність, характеристики, вибір і установка

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

Сонячна батарея – що це?

Якщо бути точним у визначеннях, то сама по собі така АКБ марна для автономізації будинку. Для того щоб система функціонувала, потрібно 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 у 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: Панелей, які беруть ультрафіолетові промені і передають їх на перетворювач. Інвертора, здатного генерувати змінний струм з постійного. Акумуляторних батарей, що накопичують енергію, отриману від панелей. Датчика, контролюючого заряд. Він не дає батареї вжити 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, акумулятор, контролера і інвертора обійдеться від 27000 руб. без установки, тоді як набір з 4 батарей на 230 Вт – більше 300000).

Достоїнства 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 усього терміну роботи; шум, що виникає, наприклад, при роботі звичайного генератора відсутня; достатній коефіцієнт корисної дії (ККД); вироблення електроенергії є екологічно чистою – якісь викиди в атмосферу відсутні. Негативний момент використання таких систем - це досить висока ціна сонячних панелей. А також залежність від погоди і необхідність наявності досвіду встановлення та електромонтажу.

Ціна сонячних панелей і її залежність від ККД

Варто відразу відзначити, 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 %. Проте вони найбільш прості в монтажі. Найбільш дорогими є монокристалічні кремнієві панелі (1 комплект від 20000 руб.). Вони складніше в установці, але мають ККД до 19 %.

Критерії вибору обладнання по потужності

В залежності від того, для живлення якого устаткування будуть використовуватися панелі, підбираються і їх параметри. Саме тому, перед тим, як розрахувати потужність сонячних батарей для дому, слід переписати характеристики побутових і освітлювальних приладів на окремий аркуш. Після цього складаються всі показники потужності, а до отриманого значення додається 30 %. Це робиться для того, щоб залишилася можливість підключення нової техніки, якої у 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 правильно 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 запитаннями 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 потрібно спеціальний МРТТ-контролер. Обладнання недешеве, але ті, хто стикався з подібною проблемою, знають, що похибка вимірювань при його використанні складає всього 5 %. Також необхідно мати під рукою трохи розряджений акумулятор. Всі виміри проводяться в сонячну погоду при температурі не менше +18 °С. 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 лише за умови, що струм панелі вище ємності акумулятора. У зворотному випадку кінцеві дані по потужності слід помножити на 095.

Найпростіший варіант випробувань по потужності

Тут не потрібно використання дорогого обладнання. Достатньо 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 свідчення, потрібно переключити мультиметр на 10А і знову зафіксувати дані. Слід розуміти, що кінцевий результат буде мати похибку близько 10 %. На останньому етапі множимо твір зафіксованих показників на коефіцієнт 078.

Розміщення і комутація сонячних панелей

Багато хто вважає, що якщо ємність батарей достатня, централізоване енергопостачання можна повністю відключити, однак 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 харчування. Основну роботу по переключенню виконує інвертор. Саме до нього підключені дроти централізованої подачі електроенергії і сонячної батареї. З 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 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 комусь захочеться.

Варіанти комутації батарей в залежності від типу панелей

Тут можна провести аналогію зі світлодіодними стрічками, які можуть працювати від різної напруги. Найчастіше це 1224 або 36 Ст. Різниця лише в тому, що сонячні панелі можуть виробляти 1224 або 48 Ст. Саме від цього і буде залежати варіант підключення акумуляторів: при напрузі 12 В все просто – більше одного АКБ комутуються паралельно, що збільшує їхню ємність; 24 В – 2 акумулятора підключаються послідовно. Можливий монтаж чотирьох, шести і т. д. Кількість обов'язково повинно бути кратне двом (парним); 48 В – 4 (812) АКБ з послідовним підключенням по 4 шт. Багатьом останній варіант більше до вподоби, однак не варто недооцінювати напруга в 48 – воно вже вважається небезпечним для життя і здоров'я людини. З цієї причини фахівці не радять встановлення подібних систем при відсутності належного досвіду і знань техніки електробезпеки.

Деякі поради щодо розміщення батарей і 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 безпека дітей, якщо такі є в будинку. Незважаючи на те, що для дорослої людини напругу 12 В практично нешкідливий, здоров'ю малюка такий розряд може нанести серйозної шкоди, аж до летального результату, не кажучи вже про 24 і 48 Ст. 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.

Підводячи підсумки

Зменшення рахунків за комунальні послуги – мрія практично кожного жителя нашої країни. Якщо все правильно розрахувати, то установка сонячних батарей потужністю, достатньою для забезпечення електроенергією всіх необхідних пристроїв і приладів, буде першим і найголовнішим кроком до повної автономності будинку і незалежності від централізованого електропостачання. Надалі, пробуривши свердловину на подвір'ї, власник зможе практично повністю відмовитися від послуг комунальних служб. Єдине, від чого залежить автономізація будинку – це фінансові можливості. Адже спочатку потрібно досить пристойна сума, яка окупиться лише через 2-3 роки. А значить, можна з повною впевненістю стверджувати, що сонячні батареї – довгострокова інвестиція, яка з часом принесе досить істотні дивіденди.