Дома с солнечными батареями

Когда в городских квартирах включается свет, телевизор, стиральная машина, работает холодильник, вряд ли кого-то интересует, откуда пришло в дом электричество. Все работает – и замечательно. И людям абсолютно безразлично, выработаны потребляемые киловатты электроэнергии атомной, тепловой или гидроэлектростанцией. А ведь есть еще ветровые, приливные, солнечные электростанции. И все они делают только одно – вырабатывают электричество, которое приходит в наши дома. И весь мир окутан паутиной проводов, по которым это электричество приходит к нам.

Но есть районы, куда не добрались линии электропередач. Но и в таких районах строятся дома, и там живут люди. Чтобы обеспечить этим людям нормальные условия проживания, строятся миниэлектростанции на солнечных батареях, которые могут снабдить электричеством небольшой поселок, дачный кооператив, удаленные от городского шума лечебные и оздоровительные учреждения.

Те же, кто хочет построить загородный дом и сделать его независимым в плане энергообеспечения, предпочитают установить индивидуальную систему электроснабжения дома, а также и его обогрева. Для этого используется даровая энергия солнца, и дома, на крышах которых отсвечивают голубые панели солнечных батарей, все чаще можно встретить не только в отдаленных районах, но и в пределах города.

Городской дом с солнечными батареями

Когда в городских квартирах включается свет, телевизор, стиральная машина, работает холодильник, вряд ли кого-то интересует, откуда пришло в дом электричество. Все работает – и замечательно. И людям абсолютно безразлично, выработаны потребляемые киловатты электроэнергии атомной, тепловой или гидроэлектростанцией. А ведь есть еще ветровые, приливные, солнечные электростанции. И все они делают только одно – вырабатывают электричество, которое приходит в наши дома. И весь мир окутан паутиной проводов, по которым это электричество приходит к нам.

Но есть районы, куда не добрались линии электропередач. Но и в таких районах строятся дома, и там живут люди. Чтобы обеспечить этим людям нормальные условия проживания, строятся миниэлектростанции на солнечных батареях, которые могут снабдить электричеством небольшой поселок, дачный кооператив, удаленные от городского шума лечебные и оздоровительные учреждения.

Те же, кто хочет построить загородный дом и сделать его независимым в плане энергообеспечения, предпочитают установить индивидуальную систему электроснабжения дома, а также и его обогрева. Для этого используется даровая энергия солнца, и дома, на крышах которых отсвечивают голубые панели солнечных батарей, все чаще можно встретить не только в отдаленных районах, но и в пределах города.

Городской дом с солнечными батареями

Дома на солнечных батареях могут не только удовлетворить все потребности их обитателей в электричестве, но и отдавать излишки этого электричества в общую энергосеть. В некоторых странах, например, в Германии, за возврат этих излишков владельцы такого дома получают доплату от предприятий, поставляющих электроэнергию. В России, к сожалению, пока такого закона нет, поэтому излишки электричества, если таковые есть, возвращаются в единую энергосеть бесплатно.

Система солнечного электроснабжения дома

Стандартная схема домашней электростанции на солнечных батареях состоит из комплекта солнечных панелей, контроллера, блока аккумуляторов, инвертора. Гелиевые панели могут быть выполнены на различной основе. Это могут быть монокристаллические кремниевые модули либо модули на базе поликристаллического кремния. Могут быть модули на базе аморфного или микроморфного кремния. Но все они призваны выполнять одну-единственную функцию – преобразовывать энергию солнечного света в электричество. Эффективность лучших образцов фотоэлектрических панелей может достигать 20%. Применение того или иного типа солнечных модулей зависит только от потребностей и возможностей потребителя.

Схема электроснабжения дома на солнечных батареях

Контроллер необходим для того, чтобы контролировать состояние аккумуляторов. Он блокирует критический уровень зарядки аккумулятора и отключает нагрузку при глубокой разрядке его. Блок аккумуляторов выбирается таким образом, чтобы его мощности и запасов энергии хватало для обеспечения полноценной работы всего электрооборудования дома в темное время суток до следующей зарядки. Инвертор преобразовывает постоянный ток низкого напряжения в стандартный переменный ток электрической сети – 220 В, 50 Гц.

Разумеется, это только костяк схемы автономного электрообеспечения дома. Здесь нет ничего лишнего. На крыше дома, на южном (юго-западном или юго-восточном) склоне ее устанавливаются солнечные панели.

Солнечные панели на южном скате крыши загородного дома

Остальное оборудование устанавливается в изолированном, но проветриваемом помещении. От инвертора делается разводка электричества по дому. В минимальной конфигурации из расчета на аккумуляторную батарею емкостью в 200 ампер-часов стоимость этого оборудования составляет примерно 80000 рублей.

Дома с солнечным электричеством

Не случайно при установке солнечных панелей на крыше рекомендуют выбирать склоны, ориентированные на юг, юго-запад или юго-восток. Ведь фотоэлектрические панели имеют максимальную эффективность тогда, когда лучи солнца падают на них вертикально. Причем время такого освещения должно быть, по возможности, максимальным. При стационарном креплении солнечных панелей на крыше дома такие условия будут выполняться лишь кратковременно. Все остальное время панели будут облучаться под углом, что снижает их эффективность. Следовательно, и аккумуляторная батарея будет заряжаться медленнее, а в условиях длительной пасмурной погоды это может привести к разрядке аккумуляторов.

Чтобы устранить этот недостаток, применяют системы поворачивающихся солнечных панелей. В этом случае фотоэлектрические модули закрепляются в специальной подвижной раме, а сама конструкция устанавливается на земле или на мачте, в месте, наиболее освещаемом солнцем. Более простые – одноосевые – поворотные системы поворачивают несущую конструкцию вокруг одной оси. Причем это может быть либо поворот вокруг горизонтальной оси – слежение за высотой солнца, либо вокруг вертикальной оси – слежение за дневным перемещением солнца с востока на запад. Более сложные системы поворачивают несущую конструкцию в обеих осях. Поворотом солнечных панелей управляет специальный командный блок. При этом эффективность работы солнечных батарей может быть увеличена на 35%.

Поворачивающиеся солнечные батареи вынесены от дома на свободное место

При проектировании загородного дома исходят из соображений целесообразности той или иной схемы снабжения дома электричеством. Если позволяет пространство, то можно поставить на земле поворачивающиеся солнечные модули. Кто-то строит дом с многоскатной крышей и размещает солнечные батареи на скатах, имеющих различную ориентацию. Кто-то довольствуется установкой гелиевых панелей на одном, южном скате. В принципе, систему слежения за положением солнца и управления положением солнечных панелей нетрудно сделать и своими руками. Было бы только желание.

Солнечные модули на различных скатах крыши

Но инженерная мысль не стоит на месте. И вот появились дома, которые, как подсолнухи, поворачиваются вслед за солнцем. Солнечные панели на таких домах работают в нескольких режимах. Они могут поворачиваться за солнцем автономно, сам дом при этом не поворачивается. Они могут поворачиваться вместе с домом, будучи зафиксированными в определенном положении. Они могут следить за солнцем, а дом в это время может повернуться в такое положение, которое в данный момент представляется его владельцам наиболее предпочтительным.

Вращающийся дом с поворотной системой гелиевых панелей

Конструкция и элементная база системы электрообеспечения этих домов такова, что они вырабатывают электричества примерно на 10% — 20% больше собственного потребления. Излишки электричества отдаются в общую сеть.

Вращающийся дом с солнечными батареями в Фрайбурге-им-Брайсгау, Германия

Такие дома сейчас строятся в Австрии, Германии, Швейцарии. Конструкция их различна, но суть остается одна – максимальная автономность, полная энергонезависимость.

Конечно, установка систем автономного энергообеспечения – солнечного электричества, солнечного отопления и подачи горячей водой – не стоит копейки. Но если уже решились на постройку такого загородного дома, то стоит позаботиться и о том, чтобы обеспечить этот дом всем необходимым для поддержания необходимого жизненного комфорта.