Солнечные уличные фонари не требуют подключения к мини-электростанции. Тем не менее, данный практический подход функционирует по аналогичным принципам, что делает его аналогом более крупных систем.
Схемы и способы подключения солнечных батарей: как правильно провести монтаж солнечной панели
Альтернативный источник энергии на основе солнечных батарей представляет собой превосходный выбор для обеспечения автономного энергоснабжения. Этот тип системы обеспечивает высокий уровень энергоэффективности не только в солнечные, но и в облачные дни. Звучит заманчиво, не правда ли? Иметь такое устройство у себя дома или на даче стало бы отличным решением для снижения зависимости от традиционных источников энергии.
Для успешной реализации задуманного вам потребуется правильно выбрать соответствующие технические компоненты, а затем приступить к установке. Это с легкостью может сделать любой человек, который обладает минимальными знаниями о системах и методах подключения солнечных модулей. В данной статье мы покажем вам, как построить высокоэффективную систему, которая окажется способной преобразовывать «чистую» энергию в электричество, подходящее для питания бытовых приборов.
Мы также подскажем, как выбрать оптимальное место для размещения солнечных батарей и как грамотно интегрировать их в существующую электросеть. Полезные советы и важные рекомендации станут надежным подспорьем для всех, кто предпочитает делать все своими руками. Для более легкого восприятия информации в статье представлены тематические фотографии, диаграммы и видеоролики, которые помогут вам в этом процессе.
Перед началом установки и подключения солнечных модулей необходимо начать с определения наиболее подходящего места для их размещения.
Для установки солнечных модулей прекрасно подойдут стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо более современные системы, способные вращаться в зависимости от положения солнца.
Солнечные модули можно разместить почти в любом месте, где обеспечено хорошее освещение, например:
- на крыше загородного дома;
- на балконе многоквартирного дома;
- на территории вокруг дома.
Ключевое условие для достижения максимальной выработки электроэнергии заключается в том, чтобы соблюсти определенные параметры, включая ориентацию и угол наклона солнечных панелей относительно горизонта. Поэтому светопоглощающая поверхность устройства должна быть направлена на юг, что обеспечит наилучшие условия для поглощения солнечных лучей.
Оптимально, чтобы солнечные лучи попадали на панель под углом 90°. Для достижения этого эффекта необходимо выбрать идеальный угол наклона солнечных батарей, который будет соответствовать климатическим условиям вашего региона.
Рекомендуется корректировать угол наклона солнечных панелей 2-4 раза в год: примерно 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта, что позволит существенно повысить их эффективность.
К примеру, в Московской области угол наклона солнечных панелей в летние месяцы колеблется в диапазоне от 15 до 20°, а зимой этот показатель составляет 60-70°.
Чаще всего установка нескольких солнечных панелей на крышах жилых домов, гаражей или хозяйственных построек формирует небольшую мини-электростанцию. Также их можно разместить под навесами, которые могут выдерживать вес всей конструкции.
Использование солнечных панелей, которые способны следовать за движением солнца по небу, может значительно повысить общую эффективность системы.
Если солнечные батареи нужны вам исключительно для зарядки мобильных устройств или в качестве резервного источника энергии, их можно установить на фасаде здания. В таком случае выбирайте сторону, которая получает наибольшее количество солнечного света и обладает наилучшим углом для установки.
При установке систем на перилах мансарды, крыльца или террасы можно добиться хороших, хотя и не таких идеальных для наклонной крыши, показателей производительности.
При размещении солнечных панелей на соседнем участке, во время сильных снегопадов рекомендуется устанавливать их на высоте не менее полуметра от поверхности земли. Это является правильным решением, так как позволяет обеспечить достаточное пространство для циркуляции воздуха и предотвращает затруднения от скопившегося снега.
Также важно помнить, что даже незначительное затенение может оказать негативное влияние на работоспособность системы. Поэтому панели следует размещать исключительно в тех местах, которые точно не подвергаются даже малейшему затенению.
Некоторые «умельцы» предпринимают попытки установить дополнительное стекло над панелями с целью их защиты, однако даже при высокой прозрачности стекло может существенно снизить эффективность панели на 30%.
Существует несколько методов крепления солнечных панелей, среди которых:
- использование зажимных скоб;
- крепление через специальные сквозные отверстия, предусмотренные в нижней части каждого модуля.
Варианты соединения гелиобатарей
Солнечные панели состоят из нескольких отдельных модулей, и для увеличения общей производительности системы по параметрам мощности, напряжения и тока эти элементы соединяются друг с другом, опираясь на закон физики.
Соединение нескольких модулей может осуществляться с использованием одной из трех схем подключения солнечных модулей:
- параллельная;
- последовательная;
- смешанная.
При параллельном соединении одноимённые клеммы модулей соединяются между собой, в результате чего две общие точки соединения проводников обеспечивают слияние ячеек.
В параллельной цепи положительные клеммы подключаются к положительным клеммам, а отрицательные клеммы — к отрицательным, что приводит к увеличению выходного тока, в то время как выходное напряжение останется на уровне 12 вольт. Значение допустимого максимального выходного тока в параллельной цепи прямо пропорционально количеству подключенных модулей, что является важным моментом, касающимся расчета общей производительности системы.
В последовательной цепи полюса, противоположные друг другу, соединяются: положительный полюс одной панели соединяется с отрицательным полюсом следующей панели. При этом оставшаяся «плюсовая» клемма второй панели и «минусовая» клемма первой модуля соединяются с блоком управления, который располагается далее по цепи.
Такой тип соединения создает условия для протекания тока, который, в свою очередь, является единственным способом передачи вырабатываемой энергии от источника к потребителю.
При последовательном соединении значение выходного напряжения увеличивается и может достигать 24 вольт, что вполне достаточно для питания портативных устройств, светодиодных ламп и некоторых других электропотребителей.
Смешанная схема, или схема последовательно-параллельного соединения, в основном используется, когда необходимо объединить несколько групп батарей. Этот тип подключения позволяет увеличить как напряжение, так и выходной ток.
При использовании смешанной схемы выходное напряжение достигает значений, которые оптимально подходят для большинства бытовых нужд. Дополнительным плюсом является то, что в случае выхода из строя одного из компонентов, остальные цепи продолжат функционировать, что существенно повышает надежность всей системы.
Таким образом, независимо от типа и размеров системы, каждый элемент в сборке солнечных батарей способен генерировать 0,7 В. В зависимости от необходимой мощности выбирается нужное количество солнечных модулей, которые могут состоять из 36 или 72 элементов.
Солнечная тепловая система проектируется таким образом, чтобы солнечные батареи соединялись последовательно. Такой подход применяется, если требуется более высокое напряжение, а при необходимости в повышении тока используют параллельное соединение.
Иногда для прямого подключения к уличному освещению контроллеры заряда не используются. Этот вариант применим, если номинальное напряжение аккумуляторов значительно превосходит выходное напряжение остальных элементов системы.
Это важно: солнечные модули соединяются ко второй (основной) паре контактов. Необходимо строго придерживаться полярности — в противном случае система может не сработать.
Как установить?
В первую очередь займитесь выбором подходящего места для установки. Солнечные модули можно разместить практически в любом доступном месте: на крыше загородного дома, на участке рядом с другом или даже на балконе многоквартирного дома. Важно лишь соблюдать основные требования для достижения максимальной генерации электроэнергии. Ключевыми условиями являются угол наклона относительно горизонта и правильная ориентация модулей.
Светопоглощающая поверхность солнечных панелей должна быть направлена на юг. Оптимальные условия достигаются тогда, когда солнечные лучи попадают на поверхность солнечного коллектора под углом 90°, что обеспечит максимальное время использования солнечной энергии. Выбирайте оптимальный угол наклона для вашего региона, учитывая время года, когда предполагается наибольшее потребление энергии. Например, в Московском районе оптимальный угол наклона будет составлять от 15° до 20° летом и от 60° до 70° зимой. Рекомендуется менять угол наклона для достижения максимального результата не реже двух раз в год.
При последовательной схеме подключения все панели в цепи должны находиться в одной плоскости и под одним углом, чтобы избежать снижения общей эффективности системы.
Если вы предпочли установить солнечные панели не на крыше, а на прилегающем участке земли, обязательно поднимайте их на высоту не менее 50 см от уровня земли, чтобы избежать возможных проблем с большим количеством снега зимой.
Солнечные батареи и тень
Даже минимальное затенение способно негативно сказаться на производительности солнечных панелей. Поэтому настоятельно рекомендуется размещать солнечные модули в местах, защищенных от затенений. Обратите внимание на то, что в течение года положение солнца меняется, что следует учитывать при установке солнечных батарей. Старайтесь избегать защищать солнечные панели дополнительным стеклом, так как это может снизить эффективность работы модуля примерно на 30%, даже если стекло выглядит прозрачным.
Рисунок 1. Отражение света
Вентиляция солнечных батарей
Не устанавливайте нижние части солнечных модулей близко друг к другу; необходимо оставить промежуток для циркуляции воздуха между модулем и монтажной поверхностью. Эффективная вентиляция нижней части солнечных модулей обеспечивает теплоотвод, что предохраняет от перегрева и способствует повышению производительности модулей.
Чтобы обеспечить надежное фиксирование, солнечные модули должны быть установлены как минимум в четырех точках. Алюминиевая монтажная рама должна использоваться для установки на длинной стороне панели, в то время как установка на короткой стороне не рекомендуется.
Рисунок 2. Крепление солнечных панелей
Существует множество методов установки солнечных панелей, наибольшую популярность получают два: крепление с помощью зажимов и с использованием винтов через специально предусмотренные отверстия в нижней части рамы. Для крепления обязательно используйте только те отверстия, которые предусмотрены производителем. Гарантии на солнечные модули могут быть аннулированы, если вы просверлите дополнительные отверстия или измените конструкцию. Обязательно используйте крепежные элементы, выполненные из коррозионностойких материалов для повышения долговечности и надежности установки.
