Сонячні батареї для приватних будинків – скільки коштує, розрахунок, установка і опалення

Автономні і альтернативні системи енергозабезпечення приватних будинків впевнено набирають популярність. На відміну від російських споживачів, які тільки починають випробувати нові технології, ощадливі європейці вже давно використовують сонячну енергію для забезпечення своїх будинків електричною енергією.

Як правило, це вимагає початкового вкладення коштів, але переваги їх очевидні: невичерпність джерела енергії, екологічність, повільний знос (більше 25 років), безшумність, можливість нарощування потужностей, автономність від цін на паливо, можливість отримання безкоштовної енергії (після повної окупності) .

На жаль, сонячні батареї мають і недоліки:

  • дорожнеча і тривалий період окупності;
  • низька ефективність в зимовий сезон;
  • низький рівень ККД (не більше 15%);
  • необхідність купувати додаткове обладнання;
  • необхідність в додатковому приміщенні для монтажу обладнання.

Принцип роботи

Сонячна батарея являє собою фотоелектричні пластину, яка міняє свою провідність під дією сонячного світла, і виділяє електроенергію.

Розрізняють 3 основних типи панелей:

  1. Монокристалічні. Найбільш поширений вид. Корпус батареї виготовляється з міцного водо-, і пилонепроникного склопластику.
  2. Полікристалічні. Виготовляються з менш якісної сировини, внаслідок чого є найменш дорогими панелями. Вони не заряджається похмуру погоду, тому використовуються виключно в якості додаткового джерела енергії.
  3. Тонкоплівкові. Є новітнім типом батарей. Виготовляються з аморфного кремнію. Мають невелику вагу і хорошою гнучкістю. Рівень ККД становить лише 12%. Мають найменш короткий термін експлуатації в порівнянні з іншими типами генераторів.

Принцип дії панелей складається з сукупності фізичних дій:

  • кремнієві пластини вловлюють енергію сонця;
  • пластини нагріваються і вивільняють елементарні частинки;
  • активація електронів забезпечує їх рух по провідникам;
  • провідники спрямовують заряд в накопичувачі енергії;
  • перетворює пристрій змінює постійний струм на змінний;
  • за допомогою проводового підключення забезпечується подача харчування споживачам енергії.

Для забезпечення роботи сонячних генераторів і подачі живлення в мережу потрібна установка додаткового обладнання, а саме:

  • інвертора (пристрій, що трансформує постійний струм в змінний);
  • акумуляторної батареї (накопичувач енергії);
  • контролера заряду накопичувача (прилад, що запобігає перезарядку або передчасне розрядження акумулятора).

вибір

Вибираючи сонячні генератори, слід взяти до уваги кілька моментів. Перш за все, необхідно розрахувати середньодобове споживання електричної енергії в будинку.

Виходячи з отриманих даних, можна здійснювати вибір за такими параметрами:

  1. Потужність. Як правило, виробники вказують показники, характерні для найкращих умов. Розраховуючи дане значення, рекомендовано спиратися на найгірші умови, щоб потужності панелей було досить для всіх споживачів. Слід зауважити, чим вище даний показник, тим вище вартість генератора.
  2. Габарити. Даний параметр безпосередньо впливає на потужність (чим вона вище, тим більше розміри панелі). Основна умова даного значення – відповідність місця монтажу.
  3. Тип. Кожен вид має рівень ККД і потужність на 1м2. Отже, тип впливає на необхідний розмір панелі і можливість нарощування потужності.
  4. Напруга. Даний показник залежить від цілей придбання генератора. Для зарядки дрібних приладів підійдуть панелі з невеликим вихідним напругою (до 9В). Для комп’ютерної техніки відмінним варіантом будуть моделі в 12-19 В. Для домашньої системи енергозабезпечення, будуть потрібні панелі з вихідним напругою понад 24 В.
  5. Місце монтажу. Якщо місце установки обмежена, бажано вибрати моделі монокристалічного типу. Якщо планується встановлювати панелі на опорах, доцільно зупинити свій вибір на полікристалічних панелях.
  6. Надійність і термін експлуатації. Панелі повинні мати певну міцність, щоб витримувати вітрові, снігові і ударні навантаження.
  7. Виробник. Перевагу краще віддавати популярним торговим маркам, які надають гарантійне обслуговування і заміни.

Правильно вибрати систему сонячних генераторів, яка підходить для будинку не складає особливих труднощів. Для цього достатньо взяти до уваги кліматичні параметри місця проживання, конфігурацію будинку і необхідну кількість енергії.

Найбільш вигідним варіантом вважається той, який дозволяє покрити 50-80% потреби енергозабезпечення. Системи з меншою продуктивністю будуть окупатися десятки років.

робимо розрахунки

Щоб визначити оптимальну кількість генераторів необхідно розрахувати основні показники:

  1. Базове споживання енергії, тобто загальна потужність всіх споживачів. Для розрахунку цього показника енергоспоживання всіх приладів (від лампочок до побутової техніки) помножити на орієнтовний робочий час протягом доби. Споживання кожного побутового приладу і пристрої можна дізнатися з інструкції, в якій вказані всі технічні характеристики.
  2. Добова норма споживання енергії в кВт / год. Даний показник розраховується шляхом додавання попередніх даних і вказує мінімальне значення вироблення сонячної батареї для постачання енергією всіх споживачів.
  3. Слід врахувати, що система складається не тільки з панелі, але і додаткового устаткування, яке втрачає близько 20% енергії. Тому в процесі подальшого розрахунку необхідно базовий показник збільшити на дане значення.
  4. розрахунок інсоляції (Кількість енергії, яке потрапляє на одиницю площі). Значення даного показника індивідуально для кожної широти і зазначено в довідниках або на сайтах метеорологів. Найбільше значення в літню пору, найменше – взимку.
  5. Кількісний показник батарей. Для цього добову норму енергоспоживання розділити на інсоляцію для певного місяця. Проводити розрахунок помісячно в даному випадку дуже важливо з огляду на те, що зміни інсоляції будуть сильно впливати на кінцевий результат. Отримане значення слід розділити на потужність панелі (з техдокументації). Результат округлюють в більшу сторону і отримують необхідну кількість генераторів.

Розглянемо приклад розрахунку:

  1. Базова добова норма споживання рана 10 кВт / год.
  2. Активність сонця становить 2 кВт / год на м2 (значення приблизне).

Значить, при потужності панелі в 250 Вт (0,25 кВт) буде потрібно встановити:

10/2 / 0,25 = 20 штук.

У зимовий період інсоляція знизиться в рази. Середнє значення становить 0,5-1,6. Отже, збільшується кількість генераторів.

Таким чином, при інсоляції 0,9 виходить:

10 / 0,9 / 0,25 = 45 штук (з округленням у більшу сторону).

Слід зауважити, що різниця досить велика.

Установка сонячних батарей

Якщо ви вирішили встановлювати панелі самостійно фахівці рекомендують дотримуватися основних правил монтажу:

  1. Розташування генератора повинно бути направлено на сторону максимального освітлення протягом світлового дня. При цьому будівлі, розташовані поблизу будинки не повинні створювати батареям тінь. Найбільш підходяще місце для їх установки вважається дах будинку. Якщо монтувати панелі на дах не представляється можливим, їх встановлюють на спеціальні стійки у дворі.
  2. Якщо будинок розташований на північній півкулі, плити бажано монтувати в південному напрямку. Кут нахилу визначається географічними координатами і сезонністю (його можна розрахувати за допомогою онлайн-калькулятора). Для наших зон кут нахилу генератора щодо горизонту повинен дорівнювати 30-45 градусів.
  3. При установці великої кількості генераторів більш одного ряду, відстань між рядами повинна перевищувати 1/7 висоти ряду.
  4. Важливо враховувати метеоумови. Атмосферні опади знижують вироблення енергії в рази або зводять її до нуля. Тому важливо забезпечити безперешкодний доступ до батарей для їх очищення.
  5. Не рекомендується застосовувати будь-які елементи кріплення в процесі монтажу панелей. Всі необхідні кріплення слід купувати в одному місці одночасно з батареями. Кожен блок укомплектований спеціальними отворами для певних кріплень.

питання ціни

Купівля сонячних генераторів обходиться недешево, але не слід забувати про те, що після повної їх окупності, споживач отримує електроенергію і тепло безкоштовно.

Вартість панелей безпосередньо залежить від типу і його технічних характеристик. Так, орієнтовна ціна батарей становить:

  1. полікристалічні:
    • максимальна потужність 20 Вт – 1750 гривень;
    • 30 Вт – 2600 гривень;
    • 50 Вт – 3900 гривень;
    • 60 Вт – 4000 гривень;
    • 100 Вт – 6500 гривень;
    • 150 Вт – 10100 гривень;
    • 200 Вт – 12700 гривень;
    • 240 Вт – від 16000 гривень;
    • 260 Вт – 18000 гривень;
    • 310 Вт – 23700 гривень.
  2. монокристалічні:
    • 20 Вт – 1750 гривень;
    • 30 Вт – 2900 гривень;
    • 50 Вт – 4500 гривень;
    • 100 Вт – 7500 гривень;
    • 120 Вт – 10100 гривень;
    • 150 Вт – 12000 гривень;
    • 200 Вт – 14800 гривень;
    • 250 Вт – від 18000 гривень;
    • 270 Вт – 22000 гривень;
    • 300 Вт – 24900 гривень.

Чи виправдане чи ні

Окупність системи сонячних панелей безпосередньо залежить від кількості сонячних днів в році в регіоні проживання. Тому, щоб зрозуміти, чи доцільно купувати фотопанелі слід розрахувати середній показник сонячних днів.

Далі середню вартість батареї необхідно розділити на гарантований термін експлуатації (20-25 років) і кількість ясних днів. Також важливо врахувати площу, необхідну для вироблення 1 кВт електричної енергії для регіону. Даний показник можна дізнатися з технічної документації, що додається до сонячних батарей.

Потім, слід визначитися, для яких цілей буде використовуватись обладнання. Як правило, це гаряче водопостачання, освітлення будинку та прилеглої території, а також електропостачання побутових споживачів.

Для підігріву води досить встановити стандартний сонячний колектор, який в рази дешевше фотопанелей.

Якщо ж метою виступає автономне енергопостачання, встановлення сонячних батарей цілком себе виправдовує. Тут важливо враховувати підводні камені. Вам знадобиться регулярно виконувати заміну акумуляторів. Це обумовлено тим, що перетворене електрика надходить і акумулюється в накопичувачах, з яких розподіляється по системі енергопостачання.

Установка сонячних панелей також виправдана в тих випадках, коли в будинку споживання енергії обмежена через нестачу потужності або коли прокладка кабелю до будинку, розташованому в десятках кілометрах від електричної підстанції, співмірна по капітальних вкладеннях з сонячним джерелом енергії.

Бліц-поради

  1. Для ефективності системи енергозабезпечення однієї установки сонячних панелей недостатньо. Ключовим аспектом є утеплення будинку, яке доцільно передбачити ще на рівні планування. Перш за все, потрібно виконати теплоізоляцію даху з огляду на те, що велика частка втрат енергії здійснюється через покрівлю. Після даху необхідно утеплити стіни, двері та вікна.
  2. Сонячні генератори вимагають періодичного догляду. Раз на півроку їх слід очищати від бруду і нашарувань. Це обумовлено тим, що забруднена площину сприяє зниженню ефективності системи.
Ссылка на основную публикацию