Система солнечных панелей для частного дома

За последнее десятилетие солнечная энергетика прошла путь от научных разработок до повсеместно используемой технологии. Впрочем, ведущие умы мира не перестают трудится, постоянно совершенствуя способ преобразования солнечной энергии.

Логично, что для работы панелей необходим солнечный свет, которого во многих регионах России не так уж и много. А потому у многих вызывает сомнения их эффективность в наших условиях. От чего же зависит производительность солнечных батарей и есть ли смысл от их установки в нашем климате?

Работа солнечных панелей

Принцип фотоэффекта, лежащий в основе технологии преобразования солнечной энергии в электричество, известен всем. Свет падает на фотоэлементы и они они вырабатывают ток. Но многие забывают о том, что существенную часть падающих лучей составляет не видимый спектр, а ультрафиолетовое излучение. А оно присутствует в атмосфере даже в пасмурные дни.

Кроме того, существует два основных типа солнечных батарей - монокристаллические и поликристаллические. Вторые имеют разную ориентацию фотоэлементов, что позволяет им эффективнее улавливать рассеянный облаками солнечный свет. Все это делает возможным эффективную работу батарей даже в тех странах, где по-настоящему солнечных дней не так уж много.

Факторы, влияющие на производительность солнечных панелей

• Количество падающего света. Хоть именно прямые солнечные не являются обязательным условием для получения электрической энергии, от того, сколько света попадет на батареи, зависит количество полученной энергии. Объем солнечных лучей, достигающих земной поверхности, называют инсоляцией. Она различна для разных областей мира, и даже в пределах Российской Федерации ее значение может меняться. Но, чтобы вы могли представить эффективность работы солнечных батарей, достаточно знать, что на территории России инсоляция такая же, как и во Франции и Испании.


• Площадь панелей. Чем она больше, тем большее количество лучей попадает на кристаллы. И, соответственно, больше энергии вырабатывается. Увеличивая площадь панелей, можно компенсировать недостаток освещения. Например, чтобы получить 1 кВт энергии на экваторе, понадобится на 30-40% меньшая по площади панель, чем в наших широтах.


• Ориентация кристаллов кремния в пространстве. Как уже говорилось выше, есть два типа панелей: когда кристаллы ориентированы в одном направлении (монокристаллические) и в разных направлениях (поликристаллические). Сами по себе оба вида панелей не хуже и не лучше друг друга. Все зависит от условий эксплуатации. В солнечных областях производительность у монокристаллических батарей гораздо выше. А вот в облачных странах более высокую эффективность показывают поликристаллы кремния.


• Расположение панелей. Лучшее место для установки солнечных батарей - открытое пространство без теней. Особенно это касается монокристаллических модулей. Они вообще не переносят тень. И даже небольшой затененный участок может парализовать работу всей системы.

Комплект солнечных панелей для дома

Как показывает практика, для полного снабжения жилого дома электричеством нужно порядка 8-10 панелей. То есть, фактически, под них уйдет почти вся крыша. Помимо этого, для интеграции в электросеть и подключения электроприборов понадобятся дополнительные устройства: инвертор, контроллер, аккумуляторы и т.д.

Существует три типа подключения системы солнечных панелей.

1. Автономная работа панелей, когда электрический контур никак не связан с центральными инженерными сетями. То есть, некоторые или все электроприборы подключены только к панелям. Это самый простой по реализации и наиболее дешевый способ подключения. Но чтобы не остаться без электрической энергии, требует очень точных расчетов мощности.


2. Совместная работа с электрической сетью. В этом случае все зависит от погоды и мощности, которую вырабатывают батареи. Если электричества от панелей достаточно, чтобы обеспечить функционирование подключенных приборов, потребляется выработанная энергия. Как только мощности не хватает, подключается центральная электросеть. Данный способ подключения технически более сложен, так как требует определенных настроек.


3. Комбинированный тип подключения. Этот способ содержит в себе признаки первых двух. Здесь может быть два сценария. В случае избытка мощности не израсходованное электричество может продаваться городским сетям. А недостаток мощности при плохой погоде может покрываться как за счет накопленной в аккумуляторах электроэнергии, так и из центральных инженерных сетей. Это самый сложный и самый дорогой тип подключения.

Целесообразность того или иного способа зависит от многих факторов и рассчитывается в каждом конкретном случае. Тем не менее, в частных домах чаще всего реализуется первый тип с автономной работой солнечных панелей.