Солнечные батареи для дома

Вот куплю солнечные батареи и сэкономлю на электроэнергии, - думают владельцы загородных домов, и они совершенно правы. Ведь кому как не им знать, насколько сейчас высоки затраты на отопление жилплощади. Солнечные батареи универсальны для коттеджной постройки, они не займут место во дворе и не испортят фасад дома.

Переход на солнечную энергию

Чтобы добиться максимальной экономической выгоды, солнечные батареи необходимо использовать большую часть года. А в холодном климате при хорошем естественном освещении они оказываются во много раз выгоднее любого топливного генератора.

Совмещая систему солнечных батарей с подключением к электросети зимой, можно добиться очень дешевого отопления своего загородного дома. Помимо этого солярная система снизит уровень загрязнения воздуха и уменьшит количество парниковых газов, которые поступают в атмосферу из-за сжигания органического топлива.

К тому же батареи, преобразующие солнечную энергию, можно использовать для нагрева воды в доме. Это позволит извлечь дополнительную выгоду при использовании подобной системы.

Солнечные батареи: цена вопроса

Цены на солнечные батареи меняются в зависимости от эффективности работы фотоэлементов и системы коллектора в целом. Естественно, чем больше сама система, тем меньше будет цена отдельной ее составляющей. Чаще всего производители предоставляют на коллекторы десятилетнюю гарантию, что значит - они прослужат несколько десятилетий.

Кстати, наиболее экономичными считаются системы отопления, работающие от солнечных батарей и обогревающие дом посредством теплого пола на водяной циркуляции. Только это помогает снизить затраты на обогрев дома до 30 %.
Как выбрать солнечные батареи

Правильно выбрать систему солнечных батарей, подходящую для вашего дома, не так сложно. Это зависит от совокупности нескольких факторов. Необходимо учесть климатические характеристики местности, на которой расположен ваш дом, его дизайн и количество тепла, которое нужно будет получить.

В совокупности с эффективностью работы коллектора можно установить, сколько тепла будет вырабатывать система от нормы, необходимой конкретному дому. Лучше всего установить вариант, который покроет от 40 % до 80 % потребности в тепле.

Системы с меньшей эффективностью слишком дорого обойдутся. Исключением являются воздушно-солнечные комплексы, они специально устанавливаются для отопления одной или двух комнат, и эти помещения не требуют накопления тепла внутри.

Все современные коллекторы и фотоэлементы, которые можно найти в продаже, сделаны добротно, и за их качество беспокоиться не стоит. Значит, главным звеном в установке солнечной батареи становится подрядчик.

Нужно найти опытных мастеров, которые смогут правильно поставить систему и выберут для этого наиболее подходящий дизайн. Во время эксплуатации достаточно будет следовать инструкциям от производителя и ежегодно проводить техобслуживание.

Чаще всего модули солнечных батарей очень надежны и практически не требуют обслуживания. Дожди смывают пыль и грязь с фотоэлементов, уделить внимание их чистке следует только в случае сильного затемнения батареи - например, при попадании на нее большого количества листвы.
Виды солнечных батарей

Солнечная батарея состоит из множества фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов), которые превращают солнечную энергию непосредственно в электрическую.

Также могут быть смонтированы специальные гелеоэлектростанции, которые принимают концентрированное излучение от солнца и приводят в действие различные механизмы и установки, например газотурбины, паровые машины и прочее.

А одной из самых современных разработок является батарея, работающая на бактериях. На тонкие пластины с проводниками помещают специально модифицированные генными инженерами клетки, которые захватывают и перерабатывают энергию солнечного света.

Часто используются солнечные коллекторы, которые работают на малых температурах и могут собирать рассеянный свет. Все типы солнечных батарей нашли широкое применение в районах субтропиков и странах Средиземноморья. С их помощью получают дешевое электричество. Солнечные коллекторы также помогают обеспечить нагрев воды.

КПД солнечных батарей

Основным параметром фотоэлементов батареи является коэффициент полезного действия.

В среднем мощность солнечного излучения, попадающего на 1 кв. м. площади земной поверхности, без учета внешних условий и рассеяния при прохождении атмосферы, составляет порядка 1350 Вт. Наиболее популярные модели солнечных батарей способны преобразовать от 9 % до 24 % этой энергии в электричество.

В среднем цена участка батареи, способного генерировать 1 Ватт, составляет не более 100 руб., в то время как в промышленном производстве она падает до 8 руб. за 1 Ватт. И с каждым годом, несмотря на кризис в мировой экономике, стоимость фотоэлементов постепенно снижается.

Ученые постоянно пытаются повысить КПД солнечных батарей, есть устройства с полезностью в 44 % и даже 54 %, но их себестоимость слишком велика, поэтому в продаже такие фотоэлементы найти пока что невозможно.

Устройства контроля

Устройства контроля для систем отопления, работающих на солнечных батареях, обычно сложнее подобных девайсов для стандартных отопительных систем. Потому что солнечные батареи требуют большего количества контролирующих устройств, которые замеряют температуру воздуха и энергию поступающего света. Это помогает поддерживать необходимое КПД и беречь коллекторы от слишком низких или высоких температур.

Устройства контроля для этого оснащены дополнительными механизмами, сенсорами и моторами и также включают все атрибуты, необходимые для работы стандартной системы внутреннего отопления. Главным элементом такой системы является дифференциальный термостат.

Он постоянно замеряет температуру в коллекторе и термостате. В случае большой разницы этих показателей - например, если коллектор сильнее нагрет, термостат активирует подкачку воды или воздуха (в зависимости от конструкции) внутри коллектора. Таким образом происходит повышение температуры внутри дома или отдельного помещения.

Принцип работы и полезные характеристики этих устройств изменяются вместе с ценой. Есть механизмы, позволяющие измерять температуру во всех участках тепловой системы. Существуют устройства с дополнительными микропроцессорами, призванными полностью автоматизировать работу и равномерно распределять тепло внутри дома.

К тому же дополнительные устройства помогут поддержать работу отопительных элементов даже в случае отключения электричества. Существуют варианты, когда дополнительные аккумуляторы, соединенные с солнечными батареями, полностью обеспечивают работу тепловых систем дома, но этот вариант не из дешевых.

Проектировка и инсталляция солнечных батарей

Лучше всего непосредственно перед установкой солнечных батарей на крыше дома убедиться, что нагрузка на конструкцию крыши будет соответствующей и у вас есть в наличии необходимого качества проводка и теплообменники.

Правильная работа системы фотоэлементов зависит от ее расположения на крыше, от угла наклона, правильности установки и качества элементов батареи. Ориентировать свою батарею правильно по азимуту.

Он показывает, насколько отклонена батарея от юга, то есть если мы поставим фотоэлементы точно на юг, то азимут составит ноль градусов. Угол наклона - это наклон вашей батареи относительно горизонта, в наших широтах он должен составлять от 30 до 45 градусов.

Но если фотогенераторы устанавливаются на скатной крыше, то этот параметр будет зависеть от угла ее наклона. Лучше всего было бы, если батарея всегда находилась бы под прямым углом к потоку солнечных лучей.

Но в связи с движением солнца по небосводу это обеспечить невозможно. Поэтому необходимо инсталлировать батарею под прямым углом к тому положению светила, от которого поступает максимальное количество энергии.

Конструкция для установки

Одной из основных частей любой системы фотоэлементов солнечных батарей является конструкция, на которую ее устанавливают. Именно поддерживающая конструкция обеспечивает необходимый угол наклона, выдерживает все невзгоды погоды, вплоть до сильных порывов ветра.

Существует несколько типов таких конструкций. Это наклонный вариант, который можно монтировать на крышу с любым типом ската, горизонтальная модель, предназначенная специально для плоских крыш, а также свободностоящая, то есть система, которая обеспечивает монтирование батарей на поверхности любого типа.

Резервный источник

Нельзя забывать о том, что нецелесообразно использовать солнечные батареи для полного обеспечения потребностей дома в тепле и энергии. Если плохие погодные условия затянутся на несколько дней, батарея не сможет накапливать необходимую энергию.

Поэтому лучше всего совмещать солнечные элементы с резервным источником энергии и тепла. Это может быть местная электросеть, небольшой генератор или даже камин.

Правильная проектировка и расчет производительной мощности комбинированной системы и потребности в тепле и электричестве нивелируют любые природные форс-мажорные обстоятельства.

Теплоизоляция дома

Но одной установки солнечных батарей для дома будет недостаточно. При не самом большом КПД и меньшем накоплении энергии в пасмурную погоду солнечные отопители теряют свою мощность.

Поэтому важно перед установкой такой системы позаботиться о теплоизоляции дома. Это станет решающим элементом в отлаженной конструкции экономичного коттеджа.

Заниматься этим лучше всего уже на стадии проектирования дома. Потому что при правильной постройке и изначальной теплоизоляции в дополнение к солнечным батареям будет достаточно поставить маленькую и дешевую отопительную систему любого типа.

В первую очередь следует хорошо теплоизолировать крышу - большая часть энергопотерь идет через нее, так как теплый воздух поднимается вверх. После этого стоит заняться стенами, дверьми и окнами. В последнее время строители и проектировщики используют инфракрасные снимки дома, чтобы еще на этапе строительства выявить проблемные зоны и установить на них дополнительную изоляцию.

В придачу к этому нужно правильно спроектировать систему вентиляции и дать возможность теплу равномерно расходиться по помещениям. А также установить электронную систему контроля за всеми отопительными устройствами.