Готовые решения систем солнечного электроснабжения.

Уважаемые посетители сайта и заказчики! Все предложенные ниже варианты комплектаций предварительные. В ходе обсуждения, необходимых для Вас требований к системе, подбирается наиболее оптимальная комплектация оборудования.

Подумайте, каким образом солнечное электричество могло бы работать на Вас.

Гибридная система Schneider Electric XW+: аккумуляторная энергетическая накопительная система нового поколения для бесперебойного и автономного электропитания с использование фотоэлектрических солнечных панелей.

Система XW способна интегрировать в единый узел: городскую сеть, АКБ, генератор, альтернативные источники энергии.

Система XW защищает дом от перебоев внешней сети, обеспечивает автономную работу объекта в местах без электричества, а также способна утилизировать альтернативную энергию в целях экономии или продажи во внешнюю сеть.

Наиболее интересные функции инвертора XW, отличающие его от всех других:

Наличие 2-х входящих линий переменного тока (городская сеть и генератор) позволяет использовать инвертор в качестве АВР (автоматического ввода резерва).
Добавление энергии от АКБ при пиковых нагрузках увеличивает лимит мощности потребления.
Интерактивное взаимодействие с сетью позволяет "подмешивать" энергию от альтернативных источников к сети в режиме on-line (без отключения от сети).
Может быть подключен к компьютеру через сетевой мост или по беспроводной связи, а также настраивается для удаленного мониторинга через интернет при наличии GSM-модема.
Автоматически контролирует включение/выключение генератора для заряда АКБ, позволяя заряжать АКБ и от сети, и от генератора (при отсутствии внешней сети).
Инвертор/зарядное устройство НОВОГО поколения для систем бесперебойного / автономного питания и возобновляемой энергии.

Schneider Electric выводит на рынок гибридный инвертор / зарядное устройство нового поколения XW+. Данный инвертор будет являться сердцем новой системы XW мощностью до 36 кВт, предназначенной для бесперебойного или автономного электроснабжения жилых и коммерческих зданий.

Модель Xantrex XW+ включает в себя высококачественный синусный преобразователь постоянного тока, мощное зарядное устройство, а также трансферное реле переключения.

Для обеспечения штатного или резервного электропитания инвертор Xantrex XW способен работать как в автономном режиме, так и при автоматическом взаимодействии с городской сетью. К инвертору Xantrex XW также могут быть напрямую подключены генератор и альтернативные источники возобновляемой энергии.

Система Xantrex XW позволяет наращивание мощности до 24 кВт в 1-фазном или до 36 кВт в 3-фазном режимах.

Разработанный с учетом рекомендаций экспертов, инвертор Xantrex XW устанавливает новые стандарты качества, надежности и удобства в эксплуатации. В конструкции гибридного инвертора Xantrex XW нашли применение новейшие разработки и компоненты. Дизайн и конструкция инвертора позволяет упростить и ускорить монтаж всей системы. Такие характеристики, как высокий КПД и возможность 2-кратной пусковой перегрузки делает данный инвертор поистине уникальным. Ни один из других инверторов/зарядных устройств не может сравниться с XW ни по рабочим характеристикам, ни по внешнему виду.

Преимущества:

Мощность до 6,0 кВт, пиковая мощность - до 12,0 кВт (15 c, 53 А rms)
Стыковка до 6 инверторов (сетевой кабель, 1 x 24 кВт или 3 x 12 кВт)
Чистая синусоида, бесшумная работа
2 входящих линии "город" и "генератор" с автоматическим выбором
Автоматический запуск резервного генератора (опция XW-AGS)
Режим поддержки сети: "добавление" до 18 кВт при пиковых нагрузках
Установка периодов времени поддержки сети, заряда АКБ и работы генератора
Режим "добавления" (смешения) энергии от альтернативного источника для экономии или экспорта
Мощное зарядное устройство - программируемое от 1 до 100 А (48 В=)
Предустановленные параметры заряда различных типов АКБ
Трех- или двухстадийный алгоритм заряда АКБ с возможностью программирования параметров
Точные цифровые показания параметров работы системы
Графические шкалы отображения заряда АКБ и потребляемой мощности нагрузки
Звуковой сигнал разряда АКБ и отчеты о сбоях
Программируемый AUX контакт 12 В, 250 мА
Встроенный байпас инвертора/зарядного устройства
Возможность подключения к PC для мониторинга и программирования

Солнечная электростанция "Гостевой домик" цена: 512 600 р.

Система Conext SW: аккумуляторная энергетическая накопительная система нового поколения для бесперебойного и автономного электропитания с использованием фотоэлектрических солнечных панелей.

Система SW способна интегрировать в единый узел: городскую сеть, АКБ, альтернативные источники энергии.
Система SW защищает дом от перебоев внешней сети, обеспечивает автономную работу объекта в местах без электричества.
В составе системы инвертор бесперебойного питания CONEXT SW - это новый синусный инвертор средней мощности для систем бесперебойного или автономного питания.
Инвертор CONEXT SW прост в установке и обслуживании, имеет встроенное трех-стадийное зарядное устройство высокой мощности.
При отключении внешней сети 220 вольт инвертор бесперебойного питания CONEXT SW переключает все критические нагрузки бытовых электроприборов на питание от аккумуляторных батарей. При восстановлении внешнего напряжения нагрузка вновь подключается к сети, а встроенное зарядное устройство обеспечивает полностью автоматический заряд батарей.
К инвертору Conext-SW подходит панель управления XW-SCP.

Техническая спецификация	SW2524-230	SW4024-230
Постоянная мощность
Мощность 30 мин
Пиковая мощность 5 с
Пиковый ток

Напряжение
Форма волны	Синусоида
Эффективность
Собственное потребление	менее 8 Вт
Дапазон по входу DC
Макс. ток заряда
Зарядное устройство	3-стадийное
Температурная компенсация	Да (RTS вкл.)
Макс. эффективность

Макс. ток по входу АС
Диапазон по входу АС
Заряд "убитых" АКБ
Тип заряжаемых АКБ	FLA, Gel, AGM, Custom
Время переключения реле	1 цикл (16,7 с)
Макс. ток реле переключения
Температура работы инвертора	от -20°C до 60°C
Температура хранения	от -40°C до 85°C
Вес инвертора
Вес с упаковкой
Размеры инвертора	38.7 x 34.3 x 19.7 см
Размеры упаковки	56.0 x 44.0 x 32.0 см
Мониторинг по сети	Возможен

Система "Пчеловод" цена: 40 700 р.

Солнечная электростанция «Пчеловод» является оптимальным соотношением цены, мощности и мобильности системы!!

Такой системой можно заряжать аккумулятор и от 70 до 230 Ач.
В стандартном варианте вы можете подключить к этой системе светодиодное освещение 12/220 В, зарядные устройства телефонов, планшетников, видеокамер, ноутбуков, радиоприёмник, телевизор, медогонку, маленький холодильник.

Солнечная электростанция «Пчеловод» помогает обеспечить пасеку электричеством.

«Резервная линия» цена: 199 400 р.

Почти в каждом доме есть котельная, сигнализация, автоматические ворота и разные другие особо важные нагрузки. В моменты выключения света, первым делом страдают именно эти узлы энергоснабжения вашего дома.

И вам приходиться терпеть определённые неудобства: выходить из тёплой машины и вручную на холодном ветру открывать ворота, что бы заехать в свой двор; отзывать приехавшую охрану, из-за ложно сработавшей сигнализации; перезагружать видеонаблюдение, да и прогретый дом может остыть, когда циркуляционные насосы в котельной остановились.

При установке солнечно-аккумуляторной электростанции все эти вопросы будут решены!

Когда выключат свет, система автоматически переключиться на аккумуляторы и продолжит снабжать электроэнергией подключённую резервную линию (насосы, ворота, сигнализация, видеонаблюдение).

А днём и в солнечную погоду, система будет экономить электроэнергию за счёт солнечных батарей.

Тем самым вы получаете одновременно и надёжное резервное элеткроснабжение и экономию электроэнергии!!

Состав оборудования следующий:

ИБП МАП 3,0 кВт HYBRYD, 24В, чистый синус, с зарядный устройством, 1 шт;
Контроллер заряда Tracer MPPT 4215, 40А, 12/24В, 1 шт.
Поликристаллическая солнечная панель ФСМ 250Вт, 24В, 4 шт;
Герметичный аккумулятор глубокого разряда DTM L 12-150, 2шт.

Система "Дачник" цена: 81 900 р.

Солнечная электростанция «Дачный домик» обеспечит электричеством загородный участок.

Описание системы:

Солнечной электростанцией «Дачный домик» можно пользоваться на дачных и садовых участках, где уже есть дом и для выполнения садовых работ требуется электричество. При сезонности использования дачного участка, солнечная электростанция легко демонтируется.
Во время пользования электричеством от солнца, вы можете включать следующее оборудование: насосы для полива, скважинные насосы, освещение, телевизор, дрели, газонокосилки, маленький холодильник.
Также на солнечную электростанцию можно подключить сигнализацию и видеонаблюдение вашего дома. В пасмурную погоду, заряда аккумуляторов хватит на несколько дней.

Солнечная электростанция «Вилла» цена: 4 800 400 р.

Солнечная электростанция «Поместье» цена: 11 289 500 р.

Возможности: стационарная автономная солнечная электростанция для полноценного пользования практически всеми бытовыми электроприборами в условиях рационального использования полученного электричества от солнца.

Характеристика составных:

Выходные характеристики:

солнечная панель ФСМ300Вт, 24В, 170шт. (40.0 кВт), размер 1957х992х50мм;
контроллерзаряда/сетевой трёхфазный инвертор CL25000, 2шт;
гелевые аккумуляторы глубокого разряда GX12-200, 200Ач, 12В, 52 шт;
гибридный инвертор XW+ 8548, 6.8 кВт, (8.5 кВт - 30 мин.) 48В, 220В, чистый синус, 12 шт. с зарядным устройством, 48-220В;
системная панель управления XW-CSP, 1шт.

ёмкость аккумуляторов - 90 кВт*ч
Месячная выработка в ясную солнечную погоду в период с апреля по октябрь составит до 6000 кВт*ч
дневная выработка солнечной электростанции ~ 200 кВт*ч
мощность подключаемой нагрузки 380В до 80кВт

Солнечная электростанция "Автономка" цена: 937 600 р.

Эта солнечная электростанция предназначена для постоянного использования в небольшом частном доме. С такой электростанцией вы можете пользоваться многими электроприборами в доме. Например, освещение, холодильник, телевизор, насосы, компьютер и т.д.

мощность подключаемой нагрузки 220В до 12,0 кВт

Солнечная электростанция «Коттедж» цена: 1 207 000 р.

Стационарная автономная солнечная электростанция для полноценного пользования практически всеми бытовыми электроприборами в условиях рационального использования полученного электричества от солнца.

Если в вашем доме очень много электрооборудования, тогда вам нужна солнечная электростанция «Коттедж».

Солнечная электростанция "Опять выключили свет!?" цена: 442 000 руб.

Используется в качестве резервного и автономного источника электроснабжения.

Очень удобна и нужна в частных домах где частые отключения света, отсутствие центрального электроснабжения.
Режим использования - круглогодичный.
Может питать нагрузки, как от центральных электросетей, так и от солнечных панелей и аккумуляторов.
В случае выключения света, питание будет осуществляться от аккумуляторов, а аккумуляторы будут заряжаться от солнца.
В режиме работы от солнечных панелей, позволяет снизить ежемесячные затраты на электричество.
Месячная выработка в ясную солнечную погоду в период с апреля по октябрь составит до 300 кВт*ч.

Состав оборудования:

ИБП/инвертор МАП 6,0 кВт, Hybrid, 48В с зарядным устроством,1 шт;
контроллер заряда МАП ЕСО МРРТ 60А, 48В, 1 шт.
Поликристаллическая солнечная панель ФСМ 240Вт, 24В, 8 шт;
Гелевый аккумулятор глубокого разряда GX12-200, 4шт.

Электростанция «Особняк» цена: 2 289 000 р.

Возможности: стационарная автономная солнечная электростанция для полноценного пользования абсолютно всеми бытовыми электроприборами.

СЕТЕВЫЕ солнечные электростанции Schneider Electric

Сетевая солнечная электростанция	Изображение	Состав оборудования	Цена
Grid 3-450 - для Дома		однофазный сетевой инвертор Conext RL 3 кВт, 1 шт поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 10 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 450 кВт/ч	418 600 р.
Grid 4-600 - для Киоска		однофазный сетевой инвертор Conext RL 4 кВт, 1 шт. поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 14 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 600 кВт*ч	557 800 р.
Grid 5-750 - для Магазина		однофазный сетевой инвертор Conext RL 5 кВт, 1 шт. поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 16 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 750 кВт*ч	625 400 р.
Grid 8-1200 - для Склада		трёхфазный сетевой инвертор Conext TL 8 кВт, 1 шт поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 32 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 1200 кВт/ч	1 122 000 р.
Grid 20-3000 - для Офиса		трёхфазный сетевой инвертор Conext CL 20 кВт, 1шт. поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 70 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 3000 кВт*ч	2 339 300 р.
Grid 75-11000 - для Административного здания		трёхфазный сетевой инвертор Conext CL 25 кВт, 3 шт. поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 250 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 11000 кВт*ч	8 283 600 р.
Grid 200-30000 - для Торгового Центра		трёхфазный сетевой инвертор Conext CL 25 кВт, 8 шт. поликристаллическая солнечная батарея ФСМ300П, 670 шт. Месячная выработка электричества с апреля по октябрь составит до 30000 кВт*ч	21 546 000 р.

Современные технологии позволяют каждому из нас идти в ногу со временем довольно твердыми шагами. Одним из самых значимых достижений научного мира можно считать извлечение энергии из определенных природных феноменов. уже не первое десятилетие получает энергию из таких стихий, как вода и ветер. Сейчас активно развивается направление получения энергии из солнечного тепла. Она является неиссякаемой, поэтому ее стоит использовать на благо человечества. Солнечные батареи для отопления дома становятся с каждым годом все популярнее среди владельцев загородного и частного домостроения.

Особенности устройства

Приборы, способные заряжаться от света, появились уже довольно давно. Еще в девяностых годах прошлого века людям стали доступны батарейки для калькуляторов, часов и прочих мелких устройств, которые работали благодаря получаемой энергии от солнечного света. Западные ученые стали пользоваться этими ресурсами гораздо раньше, чем отечественные исследователи. У наших специалистов тоже есть определенный опыт, поэтому сейчас есть необходимость в серьезном совершенствовании определенных достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Использование солнечных лучей для организации отопительной системы для дома можно считать довольно удачной идеей. Такая система отопления стала активно применяться в качестве альтернативного источника тепла особенно в странах, где две трети дней в месяце являются солнечными. Использование стандартной системы отопления является дорогим удовольствием не только в плане ее организации, но и в плане коммунальных тарифов. Солнечные батареи для отопления дома способы помочь в избавлении от зависимости от коммунальных служб. А ведь именно этого так хотят многие люди.

Преимущества

Солнечная батарея для отопления дома обладает несколькими довольно весомыми преимуществами:

Ваш дом будет обеспечен необходимым теплом на протяжении всего года. Температурный режим можно регулировать так, как вам этого захочется.

Вы обретете независимость от жилищно-коммунальных служб. Ваши счета за отопление уже не будут пугать вас страшными суммами.

Солнечная энергия вполне может использоваться и на обеспечение иных нужд бытового плана.

Для отопления дома характеризуется большим сроком эксплуатации. Устройство редко выходит из строя, поэтому не потребуется беспокоиться о таких нюансах, как замена или ремонт каких-то компонентов.

Если вас заинтересовала солнечная батарея для отопления дома, то следует знать о важных нюансах, на которые требуется обратить внимание перед окончательным выбором. Подобная система не подходит для всех. География проживания - это один из факторов, влияющих на эффективность системы. Если регион вашего проживания характеризуется тем, что солнце светит не слишком часто, то подобные решения не будут настолько эффективными. Еще один недостаток заключается в том, что солнечная батарея для отопления дома стоит довольно дорого. Но тут важно помнить, что подобное решение окупит себя очень быстро.

Каких размеров должны быть батареи

Чтобы снабдить дом требуемым количеством тепла, требуется 15-20 квадратных метров площади батарей. От одного квадратного метра получается примерно 120 ватт тепла. Чтобы за месяц получить примерно кВт тепла, необходимо около 20 солнечных дней. Солнечная батарея для отопления дома должна быть установлена на южной стороне крыши, так как тепла на нее распространяется максимальное количество. Для максимальной эффективности такого отопления требуется соблюсти угол наклона крыши примерно 45 градусов. Возле дома не должно расти высоких деревьев, размещаться иных предметов, способных формировать тень. Дом должен иметь стропильную систему, достаточно прочную и надежную, чтобы выдержать вес всей этой конструкции. Солнечные батареи для отопления дома зимой, отзывы о которых говорят, что они характеризуются своим большим весом, необходимо устанавливать так, чтобы они не спровоцировали разрушительные процессы и не нанесли зданию вреда. Особенно это касается зимнего времени, так как на крыше в это время накапливается снег, что дополняет и так немалый вес батарей.

При том, что стоит солнечная батарея для отопления дома довольно много, популярность этого продукта растет с каждым днем. Ее можно использовать и там, где климат сложно назвать жарким. Если вас заинтересуют солнечные батареи для отопления дома, отзывы о них говорят о возможности использовать их в качестве дополнительного источника тепла. Эти системы максимально эффективны в летние месяцы, когда почти каждый день можно видеть солнечный свет. Но важно понимать, что дом нуждается в отоплении чаще всего зимой.

Типы и комплектации солнечных батарей

Все условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.

Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:

Вакуумный солнечный коллектор;

Контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;

Насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;

Емкость для объем которой составляет 500-1000 литров;

Тепловой насос или электрический тэн.

Солнечные батареи для отопления дома: отзывы

В Украине и России, как и в остальных странах, можно использовать подобное инновационное решение. Сейчас можно увидеть много отзывов о том, что подобная система является весьма эффективной, дом небольших размеров можно полностью перевести на такой альтернативный источник, а также прочие. При достаточной мощности оборудования можно обеспечить не только отопление, но и а это довольно значимый момент, позволяющий достичь дополнительной экономии. Можно дополнительно оборудовать систему теплых полов.

Какую выбрать систему

Перед выбором и монтажом системы отопления требуется убедиться в том, что она достаточно мощная для обеспечения ваших нужд. Отопление частного дома солнечными батареями должно организовываться с учетом таких показателей, как площадь жилища, число жильцов, а также необходимый энергетический ресурс. Если в семье насчитывается три человека, то требуется примерно 200-500 кВт энергии ежемесячно. При необходимости организовать горячее водоснабжение энергии потребуется еще больше. Комбинированная отопительная система признана наиболее эффективной. С ее помощью жильцы дома могут подстраховаться на случай аварийных или форс-мажорных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Первое, что требуется при выборе определенной системы - тщательно изучить ее возможности. Обязательно требуется рассчитать площадь жилища, а также то количество тепла, которое требуется для его отопления. Место установки - это еще один значимый момент. Отзывы говорят в пользу того, что правильнее всего будет воспользоваться помощью квалифицированных специалистов в данной области. Связано это с тем, что даже при незначительном просчете можно сильно снизить эффективность готового решения во время работы. Если солнечная батарея для отопления дома будет установлена правильно, то прослужит она не менее 25 лет. Всего 3 года нужно для ее полной окупаемости. Такой срок многие не считают слишком долгим, судя по тем же отзывам пользователей. Это позволяет стать полностью независимым от коммунальных служб, а это очень важно.

Выводы

Солнечная батарея для отопления дома должна устанавливаться так, чтобы солнечное освещение в этом месте было максимальным. Если выбранное здание не пригодно для монтажа такой системы, то можно воспользоваться соседним строением. Накопитель вполне можно разместить в подвальном помещении. встречаются и такие системы, где используется несколько накопителей. В этом случае их размеры будут немного скромнее. Те, кто решил для себя выбрать отопление частного дома солнечными батареями, может смело говорить о правильности своего решения. Солнечная энергия - это неиссякаемый источник тепла, при этом абсолютно бесплатный. Для этого требуется только вложить определенную сумму в оборудование и монтаж системы, а потом она себя не только полностью окупит, но еще и избавит от необходимости платить деньги коммунальным службам.

Технологии, связанные с выработкой возобновляемой энергии, развиваются быстрыми темпами. Современные комплексы фотоэлектрических энергосистем способны преобразовывать энергию Солнца в электрическую. Теперь система солнечных батарей для дома или загородной дачи считается не роскошью, а отличным способом стать энергетически независимым.

Выбор солнечной системы

Энергия Солнца - неиссякаемый и дешевый источник экологически чистого электричества. В первую очередь - это выгодно. Но перед покупкой подобного комплекта, нужно разобраться в некоторых нюансах.

Солнечные системы можно разделить на два типа :

Малые . Такие системы не способны в полной мере обеспечить жилище электроэнергией;
Большие . Способны обеспечить дом не только электроэнергией, но и участвовать в организации отопительной системы.

Основа энергетического комплекса - фотоэлектрические элементы. На отечественном рынке массово продают следующие типы:

Как видно из таблицы, КПД панелей достаточно низок. Но постоянное усовершенствование материалов и конструкций солнечных пластин, постепенно увеличивают этот показатель. В частности появляются гибридные варианты конструкций. КПД таких панелей превышает отметку в 25%.

В данном видео Максим Стасов расскажет, как устроена автономное энергоснабжение в его доме, покажет, как это все работает:

Преимущества и эффективность солнечных модулей

Приобретая солнечные системы, владелец получает следующие преимущества :

Неисчерпаемый источник энергии . Пока есть доступ к энергии Солнца - есть обеспечение жилища электроэнергией;
Конструкция не содержит токсичных элементов . Использование солнечных систем не вызывает загрязнения окружающей среды;
Бесшумность. Выработка электроэнергии не сопровождается шумом;
Сокращение расходов. Разовая инвестиция в солнечные модули окупается в течение 2-3 лет, после чего вы не оплачиваете электроэнергию годами.

Эффективность технических параметров солнечных модулей зависит от следующих факторов:

Пайка элементов. Если пайка элементов некачественна, повышается возможность прогорания контакта;
Герметизация элементов. При некачественной герметизации модуля системы, внутри конструкции накапливается влага, которая может нарушить контактную схему элементов;
Качество модулей. Общая эффективность системы может быть разной, и зависит от качества использованных в конструкции материалов и оборудования.

Важный момент: батареи системы должны находиться под действием солнечных лучей длительное время . Расположение панелей на южном и восточном скате крыши значительно увеличит дневную выработку солнечной энергии. Частичное затемнение заметно снижает КПД конструкции.

Планирование автономной солнечной системы.

Перед тем как купить солнечную систему, следует рассмотреть важные аспекты, учет которых может повлиять на окончательный выбор конструкции:

Площадь . Важно учитывать площадь крыши отведенной для монтажа фотоэлектрической энергосистемы. Если она ограничена - лучше всего использовать эффективные монокристаллические батареи;
Прочность основания . Выдержит ли крыша вес солнечных батарей? Если постройка дома датируется серединой прошлого века, следует сделать дополнительные расчеты;
Эффективность работы и стоимость . Насколько эффективную систему вы хотите получить? Естественно, что мощная солнечная система стоит дорого. В этом вопросе в паре КПД/стоимость нужно найти «золотую середину».

Размеры солнечных батарей отвечают за мощность, которая находится в диапазоне 100-150 Вт на 1 м². Для формирования эффективной фотоэлектрической энергосистемы, нужно знать суточную потребность в энергии, и, комбинируя панелями различной площади, достичь необходимого результата.

Система солнечного электроснабжения дома

Надоели перепады электроэнергии? Пора рассмотреть популярные конфигурации солнечных систем для дома:

Автономная. Используется для обеспечения электроэнергией дома при полном отсутствии сети электропередач. В комплект входит солнечная батарея, аккумуляторная батарея и контроллер заряда;
Сетевая. Вся выработанная электроэнергия поставляется непосредственно в сеть. Система аккумуляции в такой системе отсутствует. В состав входит солнечная батарея и сетевой инвертор;
Гибридная. Помимо солнечных батарей, в сеть включается дополнительный источник энергии (тепловой насос, ветряная электростанция и т.п.). Этот вариант значительно повышает надежность системы.

Важный момент: система сетевой конфигурации способна обеспечивать жилище электричеством только в дневное время суток . Ночью дом следует подпитывать посредством местной ЛЭП.

Солнечная система отопления частного дома

С солнечным электроснабжением разобрались, а что делать в частном доме с автономным отоплением? Хватит ли на это энергии, ведь интенсивность солнечных лучей в зимнее время года значительно уменьшается. Ответ прост - для обогрева частного дома при помощи солнечных панелей подойдет воздушная система отопления:

Делаем расчёт: в среднем 1 м² солнечной батареи вырабатывает около 150 Вт. В зимнее время года этот показатель может уменьшиться в два раза (все зависит от региона страны) до 75 Вт:

400 Вт/75 Вт=5,3 м²

Площадь солнечной панели для организации автономного воздушного отопления составит чуть более 5 квадратов. Для частного дома это пустяки, а если сюда добавить простой монтаж и отсутствие протечек - данный вариант можно назвать идеальным.

Можно сделать вывод: система солнечных батарей для дома позволит потребителю стать полностью независимым от тарифов ЖКХ. Получая в свое расположение автономную систему энергообеспечения, человеку также станут не страшны природные катаклизмы, которые способны повредить линии электропередач и обесточить целые районы.

Ну и самое главное - экология : переход на «чистые» источники энергии, позволит сохранить и передать природу нашей планеты будущему поколению чистой, прекрасной и безупречной.

Видео: устройство домашних солнечных батарей

В данном ролике Андрей Лапочкин покажет, как работает автономная система из солнечных батарей в сибирской тайге:

Автономная энергосистема на солнечных батареях - как рассчитать?

Приводим простой пошаговый метод расчета автономной энергосистемы на солнечных батареях . Этот метод поможет Вам определить требования к системе и выбрать необходимые Вам комплектующие и материалы системы автономного электроснабжения.

Расчет энергосистемы состоит из нескольких этапов:

Определение общей нагрузки и потребляемой мощности.
Определение необходимой мощности инвертора и емкости аккумуляторной батареи.
Определение необходимого количества фотоэлектрических модулей (собственно самих солнечных батарей), исходя из данных по среднестатическому количеству солнечной радиации в месте установки системы.
Примерный расчет стоимости системы (и варианты при различных изготовителях)

После выполнения 4 шага, если стоимость автономной системы окажется слишком велика, можно рассмотреть различные варианты уменьшения стоимости Вашей системы электроснабжения на солнечных батареях:

уменьшение потребляемой мощности за счет замены существующих потребителей на энергоэффективные, с низким потребление электричества, а также исключение тепловой, "фантомной" и необязательной нагрузки (например, можно использовать холодильники, кондиционеры и т.п., работающие на газе).
замену нагрузки переменного тока на нагрузку постоянного тока. В этом случае можно выиграть на отсутствии потерь в инверторе (от 10 до 40%). Однако, нужно учитывать особенности построения низковольтных систем постоянного тока.
введение в систему электроснабжения дополнительного генератора электроэнергии - ветроустановки или дизель- или бензогенератора.
смириться с тем, что электроэнергия будет у Вас не всегда. И чем больше будет мощность системы отличаться от потребляемой мощности, тем более вероятны будут у Вас периоды отсутствия электроэнергии. В такие периоды, а это может быть совсем не продолжительно (1-3 недели зимой, в самые короткие дни), Вы можете сами просто немного ограничить Ваше обычное энергопотребление и все. При этом экономия на оборудовании может быть ОЧЕНЬ существенной (вплоть до 50%!)

Расчет автономной Системы электроснабжения на солнечной энергии

Составьте список устройств-потребителей электроэнергии, которые Вы собираетесь питать от автономной энергосистемы. Определите потребляемую мощность во время их работы. Большинство устройств имеют маркировку, на которой указана номинальная потребляемая мощность в ваттах или киловаттах. Если указан потребляемый ток, то нужно умножить этот ток на номинальное напряжение (обычно 220 В). Перемножается мощность на время работы для определения требуемой энергии в Вт ч в неделю. Далее все эти данные суммируются для вычисления полной нагрузки переменного тока в ватт-часах в неделю.

Подсчитайте нагрузку переменного тока.Если у Вас нет такой нагрузки, то можете пропустить этот шаг и перейти к подсчету нагрузки постоянного тока.

1.1. Перечислите всю нагрузку переменного тока, ее номинальную мощность и число часов работы в неделю. Умножьте мощность на число часов работы для каждого прибора. Сложите получившиеся значения для определения суммарной потребляемой энергии переменного тока в неделю.

1.3. Определите значение входного напряжения инвертора по характеристикам выбранного инвертора. Обычно это 12 или 24 В.

1.4. Разделите значение п.1.2 на значение п.1.3. Вы получите число Ампер-часов в неделю, требуемое для покрытия вашей нагрузки переменного тока.

Подсчитайте нагрузку постоянного тока

1.5. Запишите данные нагрузки постоянного тока:

Описание нагрузки постоянного тока	Ватт	X	часов/неделю	=	Вт*ч/неделю
		X		=
		X		=
			Всего

1.6. Определите напряжение в системе постоянного тока. Обычно это 12 или 24 В. (Как в п.1.3)

1.7. Определите требуемое количество А*ч в неделю для нагрузки постоянного тока (разделите значение п.1.5 на значение п.1.6).

1.8. Сложите значение п.1.4 и п. 1.7 для определения суммарной требуемой емкости аккумуляторной батареи. Это будет количество А*ч, потребляемых в неделю.

1.9. Разделите значение п.1.8 на 7 дней; Вы получите суточное значение потребляемых А*ч.

2. Оптимизируйте Вашу нагрузку

На этом этапе важно проанализировать Вашу нагрузку и попытаться уменьшить потребляемую мощность как можно больше. Это важно для любой системы, но особенно важно для системы электроснабжения жилого дома, так как экономия может быть очень существенной. Сначала определите большую и изменяемую нагрузку (например, насосы для воды, наружное освещение, холодильники переменного тока, стиральная машина, электронагревательные приборы и т.п) и попытайтесь исключить их из вашей системы или заменить на другие аналогичные модели, такие как приборы, работающие на газе или от постоянного тока.

Начальная стоимость приборов постоянного тока обычно выше (потому что они выпускаются не в таком массовом количестве), чем таких же приборов переменного тока, но вы избежите потерь в инверторе. Более того, зачастую приборы постоянного тока более эффективны, чем приборы переменного тока (во многих бытовых приборах, особенно электронных, переменный ток преобразуется в постоянный, что ведет к потерям энергии в блоках питания приборов).

Замените лампы накаливания на люминесцентные лампы везде, где это возможно. Люминесцентные лампы обеспечивают такой же уровень освещенности при том, что потребляют в 4-5 раз меньше электроэнергии. Срок их службы также примерно в 8 раз больше.

Если у Вас есть нагрузка, которую Вы не можете исключить, рассмотрите вариант, при котором Вы будете включать ее только в солнечные периоды, или только летом. Пересмотрите список Вашей нагрузки и пересчитайте данные.

Выберите тип аккумуляторной батареи, которую Вы будете использовать. Рекомендуются использовать герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы, которые обладают самыми лучшими эксплуатационно-экономическими параметрами.

Далее Вам нужно определить, сколько энергии Вам нужно получать от аккумуляторной батареи. Часто это определяется количеством дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда. Дополнительно к этому параметру Вам нужно учитывать характер работы системы электроснабжения. Например, если Вы устанавливаете систему для Вашего загородного дома, который Вы посещаете только на выходные, Вам лучше установить АБ большей емкости, потому что она может заряжаться в течение всей недели, а отдавать энергию только в выходные дни. С другой стороны, если Вы добавляете фотоэлектрические модули к уже существующей системе электроснабжения на базе дизель- или бензогенератора, Ваша батарея может иметь меньшую емкость, чем расчетная, потому что этот генератор может быть включен для подзаряда АБ в любое время.

После того, как Вы определите требуемую емкость АБ, можно переходить к рассмотрению следующих очень важных параметров.

3.1. Определите максимальное число последовательных "дней без солнца" (т.е. когда солнечной энергии недостаточно для заряда АБ и работы нагрузки из-за непогоды или облачности). Вы также можете принять за этот параметр выбранное Вами количество дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда.

3.2. Умножьте суточное потребление в А*ч (см. п.1.9 расчета потребляемой энергии выше) на количество дней, определенных в предыдущем пункте.

3.3. Задайте величину глубины допустимого разряда АБ. Учитывайте, что чем больше глубина разряда, тем быстрее Ваши АБ выйдут из строя. Мы рекомендуем значение глубины разряда 20% (не более 30%), что значит что Вы можете использовать 20% от значения номинальной емкости вашей АБ. Используйте коэффициент 0,2 (или 0,3). Ни при каких обстоятельствах разряд батареи не должен превышать 80%!

3.4. Разделите п.3.2 на п.3.3

3.5.Выберите коэффициент из таблицы, приведенной ниже, который учитывает температуру окружающей среды в помещении, где установлены АБ. Обычно это средняя температура в зимнее время. Этот коэффициент учитывает уменьшение емкости АБ при понижении температуры.

Температурный коэффициент для аккумуляторной батареи

Температура в градусах		коэффициент
Фаренгейта	Цельсия	коэффициент
80F	26.7C	1.00
70F	21.2C	1.04
60F	15.6C	1.11
50F	10.0C	1.19
40F	4.4C	1.30
30F	-1.1C	1.40
20F	-6.7C	1.59

3.6. Умножьте значение п.3.4 на коэффициент п.3.5. Вы получите общую требуемую емкость АБ.

3.7. Разделите это значение на номинальную емкость выбранной Вами аккумуляторной батареи. Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Это будет количество батарей, которые будут соединены параллельно.

3.8. Разделите номинальное напряжение постоянного тока системы (12, 24 или 48В) на номинальное напряжение выбранной аккумуляторной батареи (обычно 2, 6 или 12В).Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Вы получите значение последовательно соединенных батарей.

3.9. Умножьте значение п.3.7 на значение п.3.8. для того, чтобы подсчитать требуемое количество аккумуляторных батарей.

4. Определите количество пиковых солнце-часов в день для вашего места

Несколько факторов влияют на то, как много солнечной энергии будет принимать Ваша солнечная батарея:

Когда будет использоваться система? Летом? Зимой? Круглый год?
Типичные погодные условия вашей местности
Будет ли система ориентироваться на солнце
Расположение и угол наклона фотоэлектрических модулей

Для определения среднемесячного прихода солнечной радиации Вы можете воспользоваться таблицей прихода солнечной радиации для некоторых городов России.

Месячные и годовые суммы суммарной солнечной радиации, кВт*ч/м 2

*для справки: при ярком солнце мощность солнечного излучения - 1000 Вт/м2, при темной облачности может быть и 50 Вт/м2

Выработка электроэнергии солнечной фотоэлектрической батареей (СБ) зависит от угла падения солнечных лучей на СБ. Максимум бывает при угле 90 градусов. При отклонении от этого угла все большее количество лучей отражается, а не поглощается СБ.

Зимой приход радиации значительно меньше из-за того, что дни короче, облачных дней больше, Солнце стоит ниже на небосклоне. Если Вы используете Вашу систему только летом, используйте летние значения, если круглый год, используете значения для зимы. Для надежного электроснабжения выбирайте из среднемесячных значений наименьшее для периода, в течение которого будет использоваться ФЭС.

Выбранное среднемесячное значение для худшего месяца нужно разделить на число дней в месяце. Вы получите среднемесячное количество число пиковых солнце-часов, которое будет использоваться для расчета Вашей СБ.

Ток в точке максимальной мощности Impp может быть определен из спецификаций модулей. Вы также можете определить Imppподелив номинальную мощность модуля на напряжение в точке максимальной мощности Umpp (обычно 17 - 17.5 В для 12 - вольтового модуля).

5.1. Умножьте значение п. 1.9 на коэффициент 1.2 для учета потерь на заряд-разряд АБ

5.2. Разделите полученное значение на среднее число пиковых солнце-часов в вашей местности. Вы получите ток, который должна генерировать СБ

5.3. Для определения числа модулей, соединенных параллельно разделите значение п. 5.2 на Impp одного модуля. Округлите полученное число до ближайшего большего целого.

5.4. Для определения числа модулей, соединенных последовательно, разделите напряжение постоянного тока системы (обычно 12, 24, 48 В) на номинальное напряжение модуля (обычно 12 или 24 В).

5.5. Общее количество требуемых фотоэлектрических модулей равно произведению значений п. 5.3 и п. 5.4.

Для расчета стоимости фотоэлектрической системы электроснабжения нужно сложить стоимости СБ, АБ, инвертора, контроллера заряда АБ и соединительной арматуры (провода, выключатели, предохранители и т.п.)

Стоимость солнечной батареи равна произведению значения п.5.5 на стоимость одного модуля. Стоимость аккумуляторной батареи равна произведению значения п.3.9 на стоимость одной аккумуляторной батареи. Стоимость инвертора зависит от его мощности и типа. Стоимость соединительной арматуры можно принять примерно равной 0,1-1% от стоимости системы.

Пример расчета автономной системы электроснабжения на фотоэлементах.

(*Цены приведены для примера и могут сильно отличаться у разных производителей)

Основываясь на данных расчета Вам необходимо выбрать основные компоненты автономной энергосистемы на солнечных батареях .

Контроллер заряда
Инвертор
Соединительные провода
Предохранители, переключатели и разъемы
Измерители и индикаторы
Инструмент для монтажа
Резервный генератор (не обязательно)

Выбор оборудования

Панели фотоэлементов

При подборе панелей помимо их мощности следует учитывать три фактора - их геометрию, номинальное выходное напряжение и тип фотоэлементов.

Выбор размеров панели

Геометрия определяется конкретными условиями установки, и здесь трудно дать общие рекомендации кроме одной - если у вас есть возможность выбора между большой панелью и несколькими маленькими, лучше взять большую - более эффективно используется общая площадь и будет меньше внешних соединений, а значит,будет выше надёжность. Размеры готовых панелей не слишком велики и не превысят полтора-два квадратных метра при номинальной мощности до 200-250 Вт. Панели небольших размеров (возможно, на меньшее номинальное напряжение) их следует использовать только там, где невозможно установить более крупные панели.

Для достижения нужных значений номинального напряжения и номинальной мощности панели можно объединять в последовательные сборки, которые затем коммутируются параллельно - аналогично тому, как коммутируется банк аккумуляторов. Как и в случае аккумуляторов, в одной сборке следует использовать только однотипные панели.

Обычно панели заводского изготовления имеют прямоугольную форму с соотношением сторон 1:2 или близким к нему. Поэтому если надо монтировать их вплотную в несколько рядов, то их можно размещать «стоя» (длинной стороной вертикально) или «лёжа на боку» (длинной стороной горизонтально). Возникает вопрос - какую ориентацию предпочесть? Ответ - ту, при которой во время движения Солнца минимум панелей будут испытывать полутень, так как даже один затенённый элемент резко снижает выработку всей панели. Например, если в предполагаемом месте установки возможно наиболее вероятно вертикальное смещение границы затенения (от конька соседской крыши, от высокого глухого длинного забора, от полосы кустарника, от верхушек близкого леса и пр.), то панели лучше располагать «лёжа на боку». Если тень в основном будет перемещаться по горизонтали от одной боковой стороны к другой (скажем, тени от угла высокого дома, от толстого столба, от высокого дерева), то панели будем располагать «стоя». Дополнительно можно заметить, что при вертикальном расположении панелей меньше число горизонтальных стыков, что способствует лучшему смыванию грязи и сходу снега с панелей, поэтому панели, которые ничто не будет затенять, лучше монтировать «стоя». Но если возможно затенение панелей, то приоритетно преимущественное направление затенения и выхода из тени.

Выбор напряжения солнечной батареи

С напряжением тоже всё просто - лучше выбирать 24-вольтовые панели, поскольку рабочие токи у них вдвое меньше, чем у 12-вольтовых той же мощности. Панели одинаковой мощности одного и того же производителя, рассчитанные на разное напряжение, обычно различаются лишь внутренней коммутацией фотоэлементов. Панели с номинальным напряжением выше 24 В встречаются редко и обычно собираются из более низковольтных. 12-вольтовые панели, на мой взгляд, оправданы лишь в двух случаях - для маломощных систем, где 12 вольт являются рабочим напряжением инвертора, а также если по архитектурным или конструктивным соображениям необходимо использовать панели малого размера, для которых не существует вариантов на 24 В.

При индивидуальной сборке панелей из отдельных фотоэлементов не нужно забывать о защитных диодах в каждой цепочке для предотвращения протекания обратного тока при неравномерной засветке. В противном случае мощность, выработанная освещёнными секциями панели, вместо полезной нагрузки будет выделяться на затенённом фотоэлементе, а это чревато его перегревом и полным выходом из строя (неосвещённый фотоэлемент в этой ситуации окажется открытым диодом). Допускаемый прямой ток защитных диодов должен быть больше, чем ток короткого(коротыша) замыкания защищаемой цепочки фотоэлементов при максимальной освещённости.

Типы фотоэлементов

Наконец, надо выбрать тип фотоэлементов . В настоящее время наиболее часто предлагаются (распространенные) фотоэлементы на монокристаллическом или поликристаллическом кремнии. Монокристаллический кремний обычно имеет КПД в районе 16-18%, а поликристаллический - 12-14%, зато он несколько дешевле. Однако в готовых панелях цена за ватт (т.е. в пересчёте на вырабатываемую мощность) получается почти одинаковой, и монокристаллический кремний может оказаться даже выгодней. По такому параметру, как степень и скорость деградации, разницы между ними практически да и фактически нет. В связи с этим выбор в сторону монокристаллического кремния очевиден - при равной мощности панели из него компактнее. Кроме того, при снижении освещённости монокристаллический кремний обеспечивает номинальное напряжение выше и дольше, чем поликристаллический, а это позволяет получать хоть какую-то энергию даже в очень пасмурную погоду и в лёгких сумерках. Зато у поликристаллического кремния обычно ниже напряжение холостого хода (у монокристаллического оно может превышать номинал вдвое), ниже и напряжение максимальной мощности. Но если подключать панель к инвертору и аккумулятору не напрямую, а через современный контроллер, то это не имеет существенного значения.

Выбор размещения и суммарной мощности панелей

Очевидно, что обычно нет смысла выбирать суммарную мощность панелей фотопреобразователей больше мощности инвертора. Тем не менее, такое превышение может быть оправдано при наличии мощной постоянной нагрузки и мощного блока аккумуляторов или в расчёте на длительные периоды пасмурной погоды.

Ещё одним интересным вариантом, когда суммарная мощность панелей может существенно превосходить как мощность инвертора, так и мощность, нужную для зарядки аккумуляторов, является их размещение на противоположных стенах коттеджа или на очень крутых скатах крыши (наклон ската не менее 45°), если они ориентированы на запад и восток - тогда мощность каждого поля солнечных батарей (восточного и западного) может достигать 80% от полной требуемой мощности системы, а мощность фотопанелей, подключённых к одному контроллеру, может превышать его номинальную мощность почти в полтора раза! Дело в том, что прямые лучи(солнца) не могут одновременно освещать две противоположные стены или два противоположных крутых ската крыши, а мощность, выдоваемых батареей при отсутствии прямой засветки, падает раз в 10 (во избежание перегрузки контроллера берём её с двух-кратным запасом, отсюда и получается цифра 80%, а не 90%). Да, такая «сплит-система» будет дороже, чем «моноблочная» система с той же рабочей мощностью, но с единым(общем) полем фото-панелей, ориентированным на юг, - ведь панелей надо больше! В чём же преимущество «сплит-системы» над «моноблочной»?

В период длинных дней, когда Солнце всходит на востоке или даже северо-востоке, а заходит на западе или северо-западе, одно из полей «сплит-системы» всегда будет освещено Солнцем и потому будет выдавать хорошую мощность. Лишь в полдень лучи солнце будут скользить по обоим полям панелей, но в это время солнечный свет максимален, и воспринимаемое обоими панелями излучение весьма существенно. В то же время ориентированный на юг «моноблок» даёт мощный максимум выработки в середине дня, но утром или вечером его выработка обусловлена лишь рассеянымсветом а значит минимальна. Между тем именно в это время хорошо бы зарядить аккумуляторы после ночи или на ночь! В пасмурную погоду облака рассеивают свет, и его одинаково успешно воспринимают оба поля фотопанелей, так что общая выработка «сплит-системы» превосходит «моноблок» прямо пропорционально суммарной мощности всех панелей (но сама выработка достаточно мала, что исключает опасность перегрузки контроллера заряда). Лишь в короткие солнечные зимние дни ориентированный на юг «моноблок» по дневной выработке будет превосходить эту «сплит-систему». Но на большей части территории России зима пасмурная, а в пасмурные дни важна суммарная мощность всех фотопанелей, так что и здесь «моноблок» проигрывает сплит-системе. Особенно очень эффективно такое размещение фото-панелей в южных районах, где меньше разность между летними и зимними днями и даже зимой солнце поднимается очень высоко и достаточно далеко заходит на восток и запад.

Если же дом ориентирован по сторонам света не стенами, а углами, то можно разместить поля фотопанелей не на противоположные стороны (восток и запад), а на смежные юго-восток и юго-запад, - тогда и зимой даже в нашей Средней полосе эта система будет вне конкуренции, хотя во избежание перегрузки контроллеров «избыток» мощности, возможно, придётся снизить до 70%, а то и до 50% (точная цифра определяется конкретными условиями размещения панелей). Наконец, можно попытаться ориентировать фотопанели на все три «солнечные» стороны света - восток, юг и запад, - но такое лучше предусматривать на стадии проектирования дома и «посадки» его на местность.

При подсоединение панелей к контроллеру нужно следить, чтобы их суммарный максимальный ток не превышал 80% .. 90% от номинального тока контроллера. Пример, для 10-амперного ШИМ-контроллера суммарный ток должен составлять не более 8 .. 9 А. Запас необходим для того, чтобы контроллер мог выдержать выработку, например, в ясный зимний день, когда белый снег, хорошо отражающий свет, способствует перезасветке фотоэлементов по сравнению с расчётной, а умеренный мороз немного повышает их КПД. Таким образом, к одному 10-амперному контроллеру с ШИМ можно подключить панели на 24 В суммарной мощностью 300 Вт, а на 12 В - всего 150 Вт. Для контроллеров с MPPT, превращающих «излишек» напряжения в дополнительный ток, необходимый запас по номинальному току может быть ещё больше и суммарный ток батарей может быть ограничен вплоть до 60% .. 75% от тока, отдаваемого контроллером в нагрузку, то есть мощность панелей, подключаемых к 10-амперному контроллеру с MPPT, не должна превышать 220 .. 240 Вт при 24 В и вдвое меньше при 12 В. Обычно заводы производители контроллеров указывают допустимую суммарную мощность или номинальный суммарный ток подключаемых к ним панелей фотоэлементов.

Солнечная система с аккумуляторами может питать много приборов при условии, что их энергопотребление не превышает количество энергии, произведенной генератором. Поэтому необходимо правильно определить мощность системы. Первый шаг в этом направлении - составление спецификации, т.е. технического описания системы.

Расчет энергопотребления

Для расчета солнечной системы, вам пригодится on-line калькулятор на нашем сайте - . При проектировании домашней фотоэлектрической системы сначала нужно составить список всех электроприборов в доме, выяснить их потребляемую мощность и внести в список.

В таблице внизу даны для справки данные о средней потребляемой мощности некоторых приборов. Однако необходимо помнить, что это всего лишь приблизительные оценки. Чтобы рассчитать потребляемую мощность (E) системы с инвертором (для приборов переменного тока), нужно внести поправку (умножить среднее потребление на поправочный коэффициент, чтобы получить общую мощность). Так же для того, чтобы учесть потери в инверторе необходимо полученную мощность потребителей умножить на 1,2. Такие приборы, как холодильник, компрессор в момент пуска потребляют мощность в 5-6 раз больше паспортной, поэтому инвертор должен кратковременно выдерживать мощность в 2-3 раза выше номинальной мощности. Если потребителей с высокой мощностью достаточно много, но работают они очень редко, это может привести к тому, что у нас получится система с огромной выходной мощностью инвертора, как результат, очень дорогого. Тогда необходимо предусмотреть, чтоб не происходило одновременного включения таких приборов, это удешевит систему.

Во-вторых, нужно оценить, сколько времени в течение дня используются те или другие электроприборы. К примеру, лампочка в гостиной горит 10 часов в сутки, а в кладовой - только 10 минут. Запишите эти данные во вторую колонку в следующей таблице. Потом составьте третью колонку, в которую впишите ежедневную потребность в энергии. Чтобы ее определить, нужно умножить мощность прибора на время его работы, например: 20 Вт x 4 часа = 80 Вт·ч. Запишите полученное число в третью колонку - это и есть ваше общее энергопотребление в день.

Средний месячный уровень солнечной радиации в городах Украины (кВт/ч/м.кв./день)

Среднее значение за последние 22 года

Янв

Фев

Мар

Апр

Май

Июн

Июл

Авг

Сентяб

Окт

Нояб

Дека

Средн годовое значение

Киев, широта 50.5 N, Долгота 30.5 E

Львов, Широта 49.5 N, Долгота 24 E

Харьков, Широта 49.59 N, Долгота 46.13 E

Одеса, Широта 46.30 N, Долгота 30.46 E

Тернополь, Широта 49.33 N, Долгота 25.5 E

Ялта, Широта 44.29 N, Долгота 34.9 E

Ужгород, Широта 48.37 N, Долгота 22.18 E

Хмельницкий, Широта 49.25 N, Долгота 27.00 E

Днепропетровск, Широта 48.36 N, Долгота 34.58 E

С помощью первого значения фотоэлектрическую систему можно рассчитать в соответствии со среднегодовой солнечной радиацией, то есть в некоторые месяцы будет больше энергии, чем требуется, а в другие - меньше. Если вы руководствуетесь второй цифрой, у вас всегда будет как минимум достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей, кроме разве что чрезвычайно продолжительных периодов плохой погоды.Теперь можно подсчитать номинальную мощность фотоэлектрического модуля.Взяв из таблиц значение солнечной радиации за интересующий нас период и разделив его на 1000, получим так называемое количество пикочасов, т.е., условное время, в течении которого солнце светит как бы с интенсивностью 1000 Вт/м2.Модуль мощностью Рw в течении выбранного периода выработает следующее количество энергии: W = k Pw E / 1000, где Е - значение инсоляции за выбранный период, k- коэффициент равный 0,5 летом и 0,7 в зимний период. Он делает поправку на потерю мощности солнечных элементов при нагреве на солнце, а также учитывает наклонное падение лучей на поверхность модулей в течении дня. Разница в его значении зимой и летом обусловлена меньшим нагревом элементов в зимний период.Исходя из суммарной мощности потребляемой энергии и приведенной выше формулы - легко рассчитать суммарную мощность модулей. А зная ее, простым делением ее на мощность одного модуля, получим количество модулей.Используя фотомодули разной мощности - 50 Вт, 70 Вт, 80 Вт, 100 Вт, 150 Вт и т.д, можно построить генератор с необходимой нам установленной мощностью. Если потребность в энергии составляет, например, 84 Вт, лучше всего ей соответствует система из двух модулей по 50 Вт. Если же общая мощность модулей сильно отличается от вашей расчетной величины, придется пользоваться либо недостаточно мощным, либо слишком мощным генератором. В первом случае солнечная батарея не сможет удовлетворить общую потребность в энергии. Вам решать, устроит ли вас частичное обеспечение ваших потребностей. Во втором случае у вас будет избыток электроэнергии.Определение емкости аккумуляторной батареи зависит от потребности в энергии и от количества фотоэлектрических модулей – от зарядного тока. Так как в подавляющем большинстве случаев используются свинцовые батареи, изготовленные по разным технологиям – AGM, gel, то для них оптимальным является 10% зарядный ток. В примере с ФМ 90 Вт минимальная емкость батареи составит 60 ампер-час (А·ч), а оптимальная - 100 А·ч. Такая батарея сможет сохранять 1200 Вт·ч при 12 В. Этого достаточно для электроснабжения, когда дневное потребление энергии составляет 280 Вт·ч.

Выбор постоянного напряжения системы

В прошлом почти во всех фотоэлектрических системах использовалось постоянное напряжение 12 В. Широко применялись приборы на 12 В, питавшиеся прямо от батареи. Теперь, с появлением эффективных и надежных инверторов, все чаще в аккумуляторах используется напряжение 24 и 48 В. В настоящее время напряжение электрической системы определяется дневным поступлением энергии в течение дня. Системы, производящие и потребляющие менее 1000…1500 Вт·ч в день, лучше всего сочетаются с напряжением в 12 В. Системы, производящие 1000--3000 Вт·ч в день, обычно используют напряжение 24 В. Системы, производящие более 3000 Вт·ч в день, используют 48 В.Напряжение в системе - это очень важный фактор, который влияет на параметры инвертора, средств управления, зарядного устройства и электропроводки. Однажды купив все эти компоненты, их трудно заменить. Некоторые компоненты системы, например, фотомодули, можно переключить с 12 В на более высокое напряжение, другие - инвертор, проводка и средства контроля - предназначены для определенного напряжения и могут работать только в его рамках.

Компоненты: АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ

В аккумуляторе накапливается энергия, выработанная солнечным модулем. В качестве компонента домашней солнечной энергетической установки, аккумулятор выполняет три задачи: * Покрывает пиковую нагрузку, которую не могут покрыть сами фотоэлектрические модули (резервный запас). * Дает энергию в ночное время (кратковременное хранение). * Компенсирует периоды плохой погоды или слишком высокого энергопотребления (среднесрочное хранение).

Наиболее доступные по цене и имеющиеся во всем мире, автомобильные аккумуляторы. Однако они предназначены для передачи большого тока в течение короткого промежутка времени. Они плохо выдерживают продолжительные циклы зарядки-разрядки, типичные для солнечных систем, а так же имеют достаточно высокий саморазряд. Промышленность выпускает разнообразные аккумуляторные батареи для систем резервного питания, в том числе т.н. солнечные аккумуляторы, которые отвечают данным требованиям. Их главная особенность - низкая чувствительность к работе в циклическом режиме и низкий саморазряд.Для большой фотоэлектрической системы емкости одного аккумулятора может оказаться недостаточно. Тогда можно параллельно подключить несколько аккумуляторов, соединив все положительные и все отрицательные полюса между собой. При зарядке аккумулятор выделяет потенциально взрывоопасные газы. Поэтому нужно остерегаться открытого огня. Однако выделение газов незначительное, особенно если используется регулятор заряда; так что риск не превышает обычного, связанного с использованием аккумулятора в автомашине. И все же аккумуляторы нуждаются в хорошей вентиляции. Поэтому не стоит накрывать их и прятать в ящики.Емкость аккумулятора указывается в ампер-часах. К примеру, аккумулятор на 100 А·ч и 12 В может сохранять 1200 Вт·ч (12 В x 100 А·ч). Однако емкость зависит от продолжительности процесса зарядки или разрядки. Период подзарядки указывают как индекс емкости C, например, "C10" для 10 часов. Отметим, что производители могут изготавливать аккумуляторы для разных базовых периодов разряда.При хранении энергии в аккумуляторе определенное ее количество в процессе преобразования и хранения теряется. Эффективность автомобильных батарей составляет около 75%, тогда как специализированные аккумуляторы имеют несколько лучшие показатели – 80…85%. Так же со временем теряется часть емкости аккумулятора при каждом цикле заряд-разряд, пока не снижается настолько, что его приходится заменять. Специализированные аккумуляторы для систем резервного питания служат значительно дольше, чем мощные автомобильные, срок службы которых составляет всего 2-3 года против 8-10.

Определение емкости аккумуляторной батареи

Важно, чтобы размер батареи позволял хранить энергию как минимум в течение 4 дней. Представим себе систему, которая потребляет 2400 Вт·ч в день. Разделив эту цифру на напряжение 12 вольт, получим дневное потребление 200 А·ч. Значит, 4 дня хранения равняются: 4 дня x 200 А·ч в день, равно 800 А·ч. Если используется свинцовая батарея, к этой цифре нужно прибавить 20%, а лучше 30…50%, чтобы аккумулятор никогда не разряжался полностью. Значит, емкость нашего идеального свинцового аккумулятора составляет минимально 1000 А·ч. Если же используется кадмиево-никелевая или железо-никелевая батарея, дополнительные 20…50% емкости не требуются, т.к. щелочным аккумуляторам не вредит регулярная полная разрядка. Также при выборе АКБ мы не рассматривали влияние температуры внешней среды (особенно отрицательных температур) на емкость аккумуляторов, что немного бы усложнило расчеты, но как показывает практика обычно АКБ размещают в отапливаемом помещении и соответственно поправка на температуру не существенна.Внимание: Аккумуляторные батареи должны быть одного производителя, одной емкости, с одинаковым сроком изготовления – с одной партии поставки.

Компоненты: КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДА

Аккумулятор прослужит весь свой заявленный срок только в том случае, если он используется вместе с качественным контроллером заряда, который защищает батарею от чрезмерной зарядки и глубокой разрядки. Если батарея полностью заряжена, регулятор снижает уровень тока, вырабатываемого солнечным модулем до величины, компенсирующей саморазряд. И наоборот, регулятор прерывает поставку энергии на потребляющие приборы, когда аккумулятор разряжается до критического уровня. Таким образом, внезапное прекращение энергоснабжения может быть вызвано не поломкой в системе, а результатом действия этого защитного механизма.Контроллеры заряда - электронные устройства, которые оборудованы предохранителями для предотвращения повреждения регулятора и других компонентов системы. Среди них - предохранители против короткого замыкания и изменения полярности (когда перепутаны полюса «+» и «-»), блокировочный диод, который препятствует разрядке батареи в ночное время. Так же они оборудованы разнообразными индикаторами - светодиодами, более продвинутые модели - LCD-дисплеями, которые отмечают состояние работы, режимы и поломки системы. В некоторых моделях отмечается уровень зарядки батареи, хотя его весьма трудно определить с точностью.

Компоненты: ИНВЕРТОР

Инвертор превращает постоянный ток низкого напряжения в стандартный переменный (220 В, 50 Гц). Инверторы бывают от 250 Вт до свыше 8000 Вт. Инверторы мощностью 3000 Вт и выше зачастую способны работать до нескольких шт. в параллельном подключении, увеличивая общую выходную мощность в соответствующее количество раз. Так же их можно объединять для построения 3-фазной сети. Электричество, вырабатываемое современными синусоидальными инверторами, отличается лучшим качеством, чем то, которое поступает к вам домой из местной энергосистемы. Существуют также "модифицированные" синусоидальные инверторы - они не так дороги, но при этом пригодны для большинства домашних задач. Они могут создавать небольшие помехи, "шум" в электронном оборудовании и телефонах. Инвертор также может служить "буфером" между домом и коммунальной энергосистемой, позволяя продавать избыток электроэнергии в общую электросеть.

Фотоэлектрические системы с резервными генераторами

При совместной работе фотоэлектрические системы и другие генераторы электроэнергии могут удовлетворять более разнообразный спрос на электричество с большим удобством и при меньших затратах, чем по отдельности. Когда электричество нужно непрерывно или возникают периоды, когда его нужно больше, чем может выработать одна только фотобатарея, ее может эффективно дополнить генератор. В дневные часы фотоэлектрические модули удовлетворяют дневную потребность в энергии и заряжают аккумулятор. Когда аккумулятор разряжается, дизель-генератор (либо бензиновый, или газовый) включается и работает до тех пор, пока батареи не подзарядятся. В некоторых системах генератор восполняет недостаток энергии, когда потребление электричества превышает общую мощность фотомодулей и аккумуляторов. Системы, в которых используются разнотипные электрогенераторы, объединяют в себе преимущества каждого из них. Двигатель-генератор вырабатывает электричество в любое время суток. Таким образом, он представляет собой резервный источник питания для дублирования фотоэлектрических модулей, зависящих от погоды. С другой стороны, фотоэлектрический модуль работает бесшумно, не требует ухода и не выбрасывает в атмосферу загрязняющие вещества. Комбинированное использование фотоэлементов и генераторов способно снизить первоначальную стоимость системы. Если резервной установки нет, фотоэлектрические модули и аккумуляторы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечивать питание ночью.Однако, использование двигателя-генератора в качестве резерва означает, что для обеспечения потребности в электричестве требуется меньшее количество фотоэлектрических модулей и батарей. Присутствие генератора делает проект системы более сложным, но управлять ею все равно достаточно легко. На самом деле современное электронное управление инверторов позволяет этим системам работать в автоматическом режиме. Инверторы можно запрограммировать на автоматическое переключение либо на генератор, либо на подзарядку батарей, либо комбинацию этих функций. Кроме двигателя-генератора, можно использовать электричество от ветроустановки, малой ГЭС или от другого источника, формируя, таким образом, гибридную электростанцию необходимого размера.

Компоненты: КАБЕЛИ

Лучший способ избежать ненужных потерь - использование соответствующих электрических кабелей и правильное их подключение к приборам. Кабель должен быть максимально коротким. Провода, соединяющие различные приборы, должны иметь площадь поперечного сечения не менее 4…6 мм2. Чтобы падение напряжения не превышало 3%, кабель между солнечным модулем и аккумулятором должен иметь поперечное сечение 0,35 мм2 (12-вольтная система) или 0,17 мм2 (24 В) на 1 метр на один модуль. То есть, кабель длиной 10 м для двух модулей должен быть не тоньше: 10 x 2 x 0,35 мм2 = 7 мм2. Поскольку с кабелем больше 10 мм2 в сечении трудно обращаться, иногда приходится смириться с более высокими потерями. Если часть кабеля пролегает под открытым небом, он должен быть устойчивым к плохим погодным условиям. Очень важна также его устойчивость к ультрафиолетовому излучению.

Компоненты: УСТРОЙСТВА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ

Фотоэлектрические модули работают лучше всего тогда, когда фотоэлементы расположены перпендикулярно солнечным лучам. Слежение за Солнцем может привести к увеличению ежегодного производства энергии на 10% зимой и на 40% летом по сравнению с неподвижно закрепленным фотоэлектрическим модулем. "Слежение" реализуется с помощью монтажа солнечного модуля на подвижной платформе, поворачивающейся за Солнцем. Прежде всего, нужно сопоставить преимущество лишней энергии, полученной благодаря слежению за Солнцем, со стоимостью монтажа и техобслуживания системы слежения.Устройства слежения недешевы. Во многих странах не имеет экономического смысла устанавливать слежение за Солнцем для менее чем восьми солнечных панелей (например, в США). При использовании восьми фотоэлектрических модулей мы получим больше энергии, если потратим деньги на увеличение числа панелей, а не на установку слежения. Только при восьми и более панелях устройство слежения окупится. У этого правила есть и исключения: к примеру, когда фотоэлектрические панели напрямую питают водяной насос, без аккумулятора, - тогда слежение за Солнцем выгодно для двух и более модулей. Это связано с техническими характеристиками, например, с максимальным напряжением, необходимым для питания двигателя насоса.

СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМПОНЕНТОВ И СТОИМОСТЬ

Очень важным фактором экономического анализа является срок эксплуатации фотоэлектрической системы. Сроки службы разных компонентов солнечного энергоснабжения подсчитаны на основе опыта, накопленного за последние годы. * Срок службы фотоэлектрических панелей без заметного снижения КПД оценивается в 20…25 лет. * Каркасы и крепления из алюминия и нержавеющей стали (используются в большинстве фотоэлектрических систем) - срок службы не ниже фотоэлектрических модулей. * Аккумулятор. В зависимости от характера цикла заряд/разряд, либо буферный режим работы (разряд не более, чем на 30%), средний срок службы составляет от 4 до 10..12 лет. * Контроллеры заряда аккумуляторов рассчитаны по меньшей мере на 10 - 15 лет безремонтной эксплуатации. * Инверторы обычно служат не менее 10 - 15 лет. Многие производители дают гарантийный срок эксплуатации 5 летПримерные данные для калькуляции цен на фотоэлектрические системы:Стоимость 1 Вт. мощности системы примерно составляет 2,5…3 €, в зависимости от используемых комплектующих – фотомодулей, аккумуляторных батарей, инверторов.