Пошуки джерела альтернативної енергії призводять власників приватних будинків до цікавого і перспективного вирішення. Сонячні батареї для опалення будинку або дачі - це спільний плід високої науки та інноваційних технологій. Завдяки оригінальним пристроїв можна забезпечити комфортне проживання в тих населених пунктах, де часто відключають електрику. Дача, віддалена від ліній електропередач і газових мереж, теж долучається до благ цивілізації.
Зміст:
- сонячний колектор
- Принцип роботи
- Розрахунок системи опалення
- Вартість опалювального обладнання
- переваги
- Монтаж своїми руками
- Відгуки покупців
Опалювати будинок таким способом дозволяють два зовсім різних типи обладнання:
- батареї - вони перетворюють світлову енергію в електричну, яка використовується для обігріву приміщень електроприладами;
- колектор - нагрівання теплоносія відбувається в спеціальних вакуумних трубках з селективним покриттям, багаторазово збільшує поглинання тепла.
Колектор для приватного будинку. Склад обладнання
Незамерзаючий теплоносій, закачаний в спеціальні вакуумні трубки, нагрівається променями і надходить через теплообмінник в опалювальні прилади, одночасно йде накопичення енергії в акумулює баку для її використання в нічні години. За допомогою колекторів економиться 60-70% витрат на обігрів будинку. Схема включає в себе:
- колектор - його площа зазвичай 30-70 м2;
- накопичувальний бак ємністю 500-3000 л;
- теплообмінник - встановлюється в зовнішньому баку накопичувача;
- насос;
- опалювальні прилади - найбільш ефективними є стінні і підлогові панелі з мідних трубок (вони запускаються навіть при невисокій температурі і рівномірно випромінюють тепло).
Для підстраховки до бака підключають резервний котел (газовий одноконтурний, електричний, дизельний, біопаливний) або тепловий насос.
Принцип і схема роботи сонячних батарей
Коли світло впливає на напівпровідники з різними опором, між ними виникає електричний струм. Саме на цьому принципі заснована дія фотоелемента. Модуль, батарея або панель збирається з масиву десятків окремих елементів. Основою всіх різновидів фотоелектричних колекторів є кремній, представлений у вигляді:
- тонкої плівки кристалів аморфного речовини;
- монокристалла, порізаного на пластини і минулого термобработку; продуктивні, мають велику потужність, задовільно працюють в похмуру погоду і переважні для Московської області; ККД - до 30%;
- полікристалічних пластин - вони також проходять термічну обробку; цей варіант приваблює більшою доступністю за ціною, але ефективно працює тільки в південних районах країни, його ККД - 20%
Потужні фотоелектричні системи придатні для обладнання обігріву будинку середніх розмірів.
схема опалення
Вона включає наступні елементи:
- фотомодуль;
- акумуляторні батареї - для резервування електроенергії;
- контролер - для управління зарядкою акумуляторів;
- інвертор - для перетворення постійного струму в змінний з напругою 220 В.
Струм від кожного модуля об'єднується в єдиний потік: з кожної панелі знімається потужність близько 250 Вт. Через контролер струм надходить до акумуляторів (вони заряджаються весь світловий день), потім інвертується і потрапляє в електричну мережу будинку. Опалення здійснюється за допомогою ТЕНів, інфрачервоних елементів, систем теплої підлоги або стін, водяного електричного котла.
Попередній розрахунок батарей
Щоб сонячні системи опалення забезпечували комфортну температуру в будинку цілий рік, при розрахунку враховують, що на 10 м2 теплої підлоги потрібно 1 м2 панелі. Для живлення електроприладів їх потужності множать на час роботи протягом доби і підсумовують. Результат ділять на потужність однієї батареї і отримують їх число. В середньому на сім'ю з 4-х осіб для повного енергозабезпечення потрібна установка 6-7 кВт площею 30-40 м2. Для точності обчислень враховують тривалість світлового дня протягом року, середньомісячний рівень радіації в регіоні, кут нахилу панелей, ємність акумуляторів і наявність резервного джерела енергії. Зручність у тому, що можна встановити прилади експериментальним шляхом, а потім поступово наростити.
Вартість комплекту батарей в Москві
Їх також продають поштучно. Якісну продукцію випускає фінська компанія Naps: модуль NP 200 GK з полікристалічними осередками потужністю 200 Вт (площа 1,5 м2) коштує 86 000. Є й більш доступні варіанти, успішно продаються в усьому світі. Так, порівняно невисокі розцінки встановлені китайською компанією Chinaland:
- полікристалічна панель CHN240-60P (потужність - 0,24 кВт, площа - 1,65 м2) - 11 600;
- монокристалічна батарея CHN240-60P (потужність - 0,3 Квт, площа - 2 м2) - 16 900 рублів.
Купити сонячну систему для будинку за містом краще на монокристаллическом кремнії - вони чутливіші до світла. Популярністю користуються моделі обладнання від компанії Himin Solar, скомплектовані залежно від призначення (для освітлення будинку або дачі, підключення різної кількості електроприладів, опалення).
Для котеджу площею 150 м2 фірма пропонує 27 панелей по 0,2 кВт за 297 000 рублей. Загальна вартість батарей з акумуляторами, контролером і інвертором обійдеться в 553 500. Скільки коштує комплект електростанції для будинку? ТОВ «Термодинаміка» (Москва) пропонує бюджетний варіант, який підходить для середньої смуги Росії всього за 200 000 рублів.
Плюси і мінуси опалення за допомогою колекторів
Сучасні системи енергозабезпечення мають безліч переваг:
- відсутність шкідливих викидів в атмосферу;
- пожежна безпека;
- цілорічна працездатність;
- можливість установки потрібної температури;
- повна незалежність опалення від поставок палива;
- тривалий термін експлуатації - за відгуками, сонячний модуль (батарея) служить 25-30 років;
- невичерпність енергетичного ресурсу;
- витрати на установку мають разовий характер - через 2-3 роки вони окупаються, і ціна енергії стає нульовою.
Вирішуючи набути сонячні батареї на дачу або для будинку, враховують такі нюанси:
- в районах з постійною хмарністю і регулярними опадами фотоелектричні модулі не надто ефективні;
- панелі найчастіше встановлюють на даху (мінімальні розміри - 40 м2), небажано наявність поруч з будинком високих дерев і будівель - вони створюють тінь;
- кроквяну систему розраховують з урахуванням ваги батарей;
- потрібна постійна очищення снігу (для доступу променів), видалення бруду проводиться 2-3 рази на рік.
Монтаж сонячних панелей своїми руками
Для початку визначаються з місцем розташування: від цього залежить їх ККД. Змонтувати панелі можна в такий спосіб:
- похило - на схилі даху;
- горизонтально - на плоскій покрівлі;
- незалежно - на спеціальних опорних конструкціях не менше 50 см від землі;
- інтегровано - батарея грає роль конструктивного елемента будівлі, ставлять також модулі на фасад будинку або на його козирок.
Оптимальним варіантом установки є південний схил даху. Елементи монтують під кутом 40-60 ° до напрямку променя, але краще, якщо є можливість регулювання - влітку для Московської області оптимальним є кут 15-20 °. Установка батарей на будинку в плівковому варіанті не вимагає перенастроювання, так як вони реагують на світло незалежно від кута його падіння.
Покрокова інструкція по установці
1. Між панеллю і дахом залишають вентиляційний зазор, щоб розсіювалося надлишкове тепло з нижнього боку батареї.
2. Для кріплення використовують 2 основних способи: притискними фіксаторами або болтами, які вкручуються в спеціальні отвори в нижній частині рамки. Не допускається сверловка корпусу або інша доопрацювання конструкції: в цьому випадку припиняється дія гарантії. Для фіксації вибирають кріпильні вироби з антикорозійним покриттям.
3. Підключення сонячної панелі в домашніх умовах виконують, дотримуючись основні правила електробезпеки та інструкцію від виробника. Підбирають одножильні мідні дроти перетином не менше 4 мм2, стійкі до ультрафіолету, або ховають їх в гофр для зовнішнього застосування. Щоб самостійно змонтувати сонячні батареї, потрібно їх поєднувати з іншими елементами, дотримуючись електричну схему.
Підключення здійснюють за допомогою спеціальних конекторів МС4 - їх з проводами споюють або обжимають. Батарея має всі потрібні роз'єми, її розподільну коробку розкривати не слід. Перед включенням обладнання перевіряють полярність, контролюють напругу холостого ходу системи: якщо воно не відповідає паспорту, монтаж проведено невірно. Напруга і максимальний струм комплекту панелей не повинен перевищувати параметри інвертора і контролера.
Відгуки про сонячному опаленні
«Купив комплект фотоелектричних батарей для дому та не шкодую - робота безшумна, ніякого запаху, не треба купувати бензин для генератора. Моя «електростанція» працює завжди - навіть якщо хмари на небі - завдяки монокристалічного кремнію (ККД, звичайно, в похмуру погоду нижче). Будинок у мене на відшибі: стовп електричний поставити коштує близько 30 000, а ще лінію простягнути - все це буде трохи дешевше, ніж сонячні батареї. Загалом, я задоволений придбанням і раджу тим, хто сумнівається: опалення заміського будинку своїми силами зробить ваш будинок «сонячним» і екологічно чистим ».
Віталій Петров, Ленінградська область.
«Думав про те, як вибрати сонячні батареї на дачу - купив поки 2 монокристалічні по 0,25 кВт, акумулятор 150А * год, інвертор, контролер кіловатний (витратив 62 000). Встановив 1 квітня і можу підсумувати: функціонує холодильник, 4 години на день включений телевізор, є 5 економламп, насос для свердловини (працює 2 рази на тиждень) - потужності вистачає. Влітку, звичайно, сонця в надлишку. Думаю, для зими потрібно підкупити ще 2 панелі і додати пару акумуляторів ».
Дмитро, Москва.
«Я прорахував термін окупності одних тільки батарей - вийшло 30 років. А ще потрібні перетворювачі, батареї, реле зарядки (контролери), доведеться будувати акумуляторну будку, робити другу проводку або синхронізувати напруга в існуючій. Добре б мати двосторонній лічильник - щоб він крутився у зворотний бік, коли працюють сонячні панелі, а так невигідно ».
Сергій Вікторович, Самара.
«Купив і встановив на даху сонячний колектор. У комплекті з ним йде бак (в ньому антифриз). Усередині бака колба з водопровідною водою, яка повинна підігріватися і надходити в душ. Бак на 160 літрів, площа колектора 2,4 м2, за вікном +25 градусів. Вода при цьому ледь тепла. Вважаю, що для Московської області сонячна енергія - це неактуально. Та ще треба і резервне опалення мати - дороге задоволення ».
Павло Леонтьєв, Уфа.
«Я побудував майстерню фірми у віддаленому районі, де немає основної мережі, і встановив 3 геліотрекера, на кожному по 800 ват сонячних батарей, тим самим повністю не потребую іншому енергопостачанні. Працює і зварювання, і все електроінструменти. Часто влітку енергії просто надлишок. Суцільна економія наступила після року експлуатації ».
Володимир Олексійович, Краснодар.
500. Скільки коштує комплект електростанції для будинку?