Популярные солнечные электростанции для дома: основные параметры

Поговорим о выборе солнечных электростанций для бытового применения: дома, дачи. Очертим круг наиболее популярных решений современного рынка.

Любая современная СЭС – очень надежный источник энергии. Эффективный срок службы панелей составляет более 25 лет, а отсутствие генерации ночью или в облачную погоду полностью компенсируется подачей накопленной энергии от аккумуляторов. Еще одно огромное преимущество даже небольшой, мини солнечной электростанции – в стабильном напряжении в сети. Это существенно увеличит срок службы вашей электроники и бытовой техники.

Что входит в комплект

Солнечный комплект, или, другими словами, солнечная электростанция состоит из нескольких элементов, у каждого из которых есть свое предназначение и технические характеристики. Схематично комплект, для получения электрической энергии, выглядит следующим образом:

Состав оборудования для домашней электростанции

В состав комплекта входят:

1. Солнечный модуль (солнечная панель);
2. Контроллер;
3. Аккумуляторная батарея;
4. Инвертор;
5. Соединительные провода;
6. Элементы защиты и коммутации.

Каждое из устройств, выполняет свои функции, например:

Солнечная панель – является приемником и преобразователем солнечных лучей в электрическую энергию. По конструкции, представляет из себя несколько фотоячеек, соединенных определенным образом и помещенных в единый корпус.

Схематично, солнечная панель выглядит таким образом:

В зависимости от структуры, из которой они изготавливаются, фотоячейки бывают:

1. На основе монокристаллов кремния;
2. На основе поликристаллов кремния;
3. На основе тонких пленок (аморфного кремния и иных материалов);
4. На основе двух- и трехслойных структур полупроводников (галлия/индия/селена, теллурида кадмия, арсенида галлия и т.д).

Контроллер — электронное устройство, отвечающее за заряд аккумуляторной батареи.Контроллер выполняет две задачи, это: контроль за уровнем заряда и регулирование процесса заряда аккумулятора.

Для лучшего приема солнечных лучей панели устанавливают под углом

Функции, возложенные на устройство, определяются следующим образом:

• обеспечение многостадийного заряда аккумулятора;
• автоотключение при полном заряде накопителя;
• автоотключение нагрузок при минимальном заряде;
• повторное подключение нагрузок при восстановлении заряда;
• автоматическое подключение солнечных модулей для заряда накопителя.

Контроллеры бывают 3-х видов, это: On/Off – контроллеры, ШИМ (PWM) контроллеры и MPPT контроллеры.

• On/Off — самые простые и дешевые устройства. При достижении предельного напряжения на накопителе энергии, прерывают режим его работы.
• ШИМ-контроллеры (PWM) обеспечивают простейший режим заряда, обладают низким КПД, настройки отсутствуют. Единственное достоинство – низкая стоимость.
• MPPT-контроллеры стоят дороже, но имеют ряд преимуществ.

Преимущества MPPT-контроллеров:

• Более высокий КПД;
• Наличие интеллектуального управления режимами заряда АКБ;
• Возможность настроек параметров работы;
• Отсутствует привязка к входному напряжению от фотоэлементов.

Мощность устройства и рабочее напряжение, должны соответствовать мощности солнечных панелей и характеристикам аккумулятора.

Аккумуляторная батарея является накопителем энергии, полученной путем преобразования в фотоэлементах солнечной панели.

Комплект солнечной электростанции для дачи невелик по размеру

Для солнечных комплектов используют три типа аккумуляторов (АКБ), это:

• Свинцово-кислотные;
• GEL – гелевые аккумуляторы;
• AGM – аккумуляторы.

Принципиальная схема работы солнечной батареи

Виды панелей

Сегодня из всего имеющегося ассортимента самой большой востребованностью пользуются 3 вида солнечных батарей, которые сделаны из кремния.

• Монокристаллические изделия. Их можно легко «опознать» по внешнему виду, так как эти панели имеют скошенные углы. Фотоэлементы имеют квадратную форму и черную расцветку. Они могут «смотреть» только в одну сторону. Их КПД можно назвать высоким — от 15 до 25%. Данные панели всегда должны быть повернуты своей лицевой стороной к источнику питания – солнцу. Если день выдался пасмурный, если солнце закатилось или пока еще не взошло, мощность устройства будет минимальным. При помощи этих панелей можно довольно эффективно использовать площадь, при этом получая максимальные параметры мощности.
• Поликристаллические изделия. Это также квадратные пластины, имеющие темно-синий цвет, иногда имеют вкрапления кристаллов кремния. По сравнению с другими подвидами имеют большую площадь и отлично подходят для монтажа на масштабных поверхностях. КПД, правда, будет ниже — от 12 до 15%. Но такие батареи спокойно будут работать даже в самый ненастный день.

Поли и монокристаллический модуль

• Аморфные кремниевые устройства. Этот вид батарей намного дешевле двух предыдущих подвидов. Каждая панель очень сильно похожа на пленку с фотоэлементами синего цвета. КПД у них совсем маленький — около 6-7%. Напыленные слои из кремния будут быстро прогорать под лучами солнца. Зато они хорошо поглощают рассеянный свет и ИК-лучи, поэтому можно без проблем устанавливать их в тех местах, где часто бывает слишком облачно. Из-за гибкой основы монтаж этих пластин довольно прост. Но они прослужат вам значительно меньший срок, чем монокристаллические и поликристаллические панели.
• Микроморфные панели. Этот подвид представляет собой симбиоз аморфных устройств, в которых присутствуют микровкрапления кремниевых кристаллов. Их КПД будет составлять 8-12%, и для них характерен длительный срок эксплуатации.

Варианты размещения

Существует несколько основных вариантов размещения комплектов солнечных батарей для дачи и дома, каждый из которых выбирается в зависимости от ряда обстоятельств.

1. На земле – при наличии личного или арендованного участка достаточной площади. Преимущества – оптимальное размещение большого количества батарей с потенциальной возможностью изменения их направления на солнце.
2. На крышах зданий – применяется в основном в условиях плотной застройки и отсутствия подходящего участка для удобного размещения. Главное достоинство – экономия места и минимальное количество кабельных линий.
3. На воде – используется при наличии доступных водных пространств. Основным плюсом следует назвать повышение среднего КПД установок за счет естественного охлаждения панелей.
4. Мобильное – для небольших комплектов, используемых для зарядки аккумуляторов транспортных средств, в длительных туристических походах и т.д. Преимущество – в отсутствии привязки к месту за счет малых габаритов и веса.

Если солнечные электростанции для дома размещаются на высоких крышах с большим углом наклона, стоимость комплекта немного увеличится за счет сложности выполнения работ на высоте.

Правила выбора солнечной электростанции для дома

Для того чтобы правильно выбрать солнечную электростанцию, следует ответить на ряд вопросов и определить критерии выбора, как-то:

• Необходимо рассчитать электрическую мощность установленных приборов, потребляющих электрическую энергию.
• Следует рассчитать максимальное потребление энергии в час.
• Необходимо определить на какую продолжительность в течение года будет работать электростанция (сезонно или круглогодично).
• Узнать или определить из официальных источников информацию о солнечной активности в месте установки солнечной электростанции.

Наибольшая отдача от батареи происходит при ярком солнце

Обратить внимание на комплектующие элементы станции:

• фотоэлементы;
• аккумуляторную батарею;
• контроллер;
• инвертор.

Если рассчитать электрическую мощность и максимальное потребление электрической энергии в час может любой грамотный человек, а узнать о гелио-активности также не составит труда, то с выбором конкретной установки, что связано с рассмотрением технических параметров комплектующих, справится лишь специалист.

Для облегчения выбора электростанции рассмотрим элементы, входящие в состав комплекта и укажем, на что важно обратить внимание, выбирая сложное техническое устройство, каковым является солнечная электрическая станция.

1. Фотоэлементы– это солнечные батареи (панели), которые представляют собой определенное количество кремниевых фотоячеек, соединенных между собой и помещенных в единый корпус. Фотоячейки бываю трех видов: из поликристаллов, монокристаллов и с напылением из кремния. Использование того или другого вида фотоячеек влияет на КПД установки, ее габариты, вес и стоимость.
2. Аккумуляторная батарея – является накопителем выработанной электрической энергии. Важно обратить внимание на температуру эксплуатации, уровень заряда и мощность, которые может выдержать устройство.
3. Контроллер – электронный прибор, который отвечает за контроль и регулировку заряда аккумуляторной батареи. Устройства различаются по конструкции, что влияет на их стоимость. Простые работают по принципу «включить-выключить» подачу энергии, их применение приводит к быстрому выходу из строя аккумуляторных батарей. Более сложные приборы регулируют заряд батареи, осуществляя его по ступенчатому принципу, тем самым обеспечивая более продолжительный срок службы аккумуляторов. MPPT контролеры – наиболее сложные устройства, позволяющие наиболее качественно и экономично организовать работу солнечной электростанции.
4. Инвертор — сложный электронный элемент, который преобразовывает постоянный электрический импульс в переменный, с заданным напряжением и частотой. При выборе важно обратить внимание на: мощность устройства, его КПД, отсутствие радиопомех, стабилизацию выходного напряжения, коэффициент гармоник, диапазон температур эксплуатации, воздействие перегрузок на работу устройства и способы защиты элементов агрегата.

Рассмотрим некоторые варианты комплектации солнечных электростанций и их характеристики.

Выбор солнечной электростанции

Рассмотрим несколько подобных электростанций:

Солнечная электрическая станция — Дача «Свет-15W-M»

Производство Россия, компания «IKAR FIRM» (торгово-производственной компании г. Санкт-Петербурга).

Комплект Дача «Свет-15W-M»

Данная электростанция для дачи предназначена для автономного освещения дачи с апреля по сентябрь.

В комплект поставки включено:

• Монокристаллическая панель мощностью 15 Вт;
• Зарядный контроллер WS-C2415 10А 12V/24V;
• Комплект проводов;
• Гнездо автомобильного прикуривателя;
• Устройство для зарядки;
• Светодиодный светильник.

Солнечная электростанция — Дача «Свет-Телевизор-Холодильник 1500W-100х2P»

Производство Россия, компания «IKAR FIRM» (торгово-производственной компании г. Санкт-Петербург).

Солнечная электростанция для дачи, предназначена для автономного освещения дачи с ранней весны по сентябрь.

В комплектацию поставки включают:

1. Поликристаллическая панель с мощностью 100 Вт — 2 шт.;
2. Зарядный контроллер WS-MPPT30 30A 12/24В;
3. Инвертор СибВольт 1512;
4. Комплект из проводов;
5. Коннекторы для панелей MC4;
6. Монтажный набор с креплениями для солнечных панелей;
7. Сетевое устройство для зарядки EP-TA10EWE.

Солнечная электрическая станция «TV на даче»

Производство Китай. Объёмы вырабатываемой энергии составляет 0,5-0,6 кВт/час в сутки, а накопление за неделю – до 900 Ватт часов.

Комплект «TV на даче»

Основные характеристики и комплектность:

1. Модуль из поликристаллов мощностью 100 Ватт;
2. Зарядный контроллер LandStar LS1024EU, 10А, 12/24В c USB;
3. Накопительная батарея (GEL), Delta GX 12-100, 100Ач;
4. Механизм для преобразования напряжения ИС2-12-300, 12В, 300 Вт;
5. Комплект соединительных проводов, перемычек.

Гибридная солнечная электрическая станция мощностью 1,88 кВт/ч, Россия

Комплект Гибридная солнечная электрическая станция мощностью 1,88 кВт/ч

Солнечная электростанция на фотоэлементах, основные характеристики:

• Производительность — 6.48 кВт/час;
• Мощность – 1,88 кВт;
• Панель — 8 шт.;
• Мощность панели — 235.0 Вт;
• Напряжение панели — 24.0 В;
• Напряжение станции — 48.0 В;
• Тип аккумулятора – AGM;
• Емкость аккумулятора — 180.0 А/ч;
• Аккумулятор — 4.0 шт.

Солнечная электростанция класса «Люкс»

Аккумуляторная накопительная система для бесперебойного и автономного питания, в которой используется энергия на солнечных батареях.

В основной комплект входит:

• Панель мощностью 200 Вт — 9 штук;
• Зарядный контроллер Xantrex XW-MPPT60-150 (MPPT, 60 А);
• Инвертор Xantrex XW4024 (4,0 кВт / 24 В=);
• Системный контроллер Xantrex SCP;
• Аккумулятор-батарея Delta GX 12200, гелевая — 6 штук;
• Автоматы для защиты постоянного тока OBB-60 (60 А) и 250 А — 3 шт.;
• Бокс для коммутации автоматов защиты.

Солнечная электрическая станция «Дом», мощностью 7.5 кВт, Россия.

Комплект полностью готов к монтажу и работе. Предусмотрены устройства, защищающие от возможного удара током и от случаев короткого замыкания. Встроенное зарядное устройство и LCD дисплей, в котором отображаются настройки всех параметров.

Основные характеристики:

• Тип электростанции — электростанция на фотоэлементах;
• Производительность — 7.5 кВт/ч;
• Максимальная мощность – 1,5 кВт;
• Панели в комплекте — 6 шт.;
• Панельная мощность — 250.0 Вт;
• Напряжение в панели — 24.0 В;
• Напряжение в самой станции — 220.0 В;
• Типовой аккумулятор – GEL.

На приведенных выше образцах видно, что на рынке данной продукции предоставлен широкий ряд различных по мощности, комплектации и назначению солнечных электростанций, ну и конечно же все они различаются по стоимости установок.

Виды подключений

Отдельные панели можно соединять в готовые комплекты тремя способами:

• параллельно – с целью повышения силы тока при неизменном напряжении на выходе;
• последовательно – при желании повысить выходное напряжение (например, с 12 до 24 вольт), что позволяет эффективнее использовать солнечную энергию, уменьшив электрические потери;
• по смешанной параллельно-последовательной схеме – в достаточно больших СЭС применяется для получения любых требуемых электрических параметров тока и напряжения на выходе.

Для вывода на внешние устройства переменного тока в 220 вольт используется инвертор.

Схема работы электростанции

Комплекты для туристов

В настоящее время, жители мегаполисов, отправляясь в путешествие даже не на продолжительное время, хотят хоть малую часть комфорта взять с собой, а наличие электричества, это то, без чего невозможно комфортное обитание городского жителя.

Для туристов, производители солнечных комплектов, выпускают специальные серии оборудования, которые обладая небольшим весом, могут в походных условиях подзарядить средства связи и телекоммуникаций, осветить палатку или иное укрытие в темное время суток.

Комплект электростанции для туристов легко взять с собой на отдых

Используемые источники:

alter220.ru, stroy-podskazka.ru, mywatt.ru