Солнечные батареи для отопления дома: виды, как выбрать и правильно их установить

Солнечные батареи для дома, как выбрать и что нужно обязательно учитывать

Солнечный свет, в качестве альтернативного источника энергии, активно используют во всем мире. И это не только независимость от природных ископаемых, которые не безграничны, но и значительный вклад в экологию всей планеты.

Одним из способов получения такой энергии являются солнечные панели или батареи. По научному эти системы называются  фотоэлектрическими панелями.

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Как выбрать солнечную батарею

Прежде чем установить такую систему в доме нужно определится с видом самих панелей и комплекта оборудования в целом. И здесь есть несколько очень важных моментов, которые нужно знать и от которых зависеть эффективность установки.

Определяемся с системой

Как выглядит комплект оборудования и как он работает

В комплект солнечных батарей сходят сами панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. В некоторых случаях система может быть другой, в зависимости от ее назначения, давайте рассмотрим их подробнее.

1. Автономные системы. Предназначена для обеспечения электроэнергией объекта который не подключен к стационарной сети. Электроснабжение в дневное время происходит от панелей, остаток накапливается в аккумуляторных батареях. Этот заряд расходуется в вечернее и ночное время, а также когда солнечного света не достаточно.
2. Открытые системы. Их еще называют безаккумуляторными, что значительно снижает цену. Такой вариант предусматривает обеспечение объекта электроэнергией только во время дневной солнечной активности.  В остальное время потребление производится с сети через инвертор. Он выбирает источник потребления в зависимости от текущей нагрузки. Во многих странах электричество ночью дешевле, поэтому такой вариант экономически оправдан.
3. Комбинированные системы. Этот вариант предусматривает наличие полного комплекта, включая АКБ. В пиковые нагрузки, если не хватает запаса аккумуляторов, инвертор берет недостающую мощность из сети. Такой вариант актуален для домов где возникает периодическая необходимость в большом количестве электричества, а так же если нет необходимого количества резервных батарей.
4. Реверсные системы. Промышленный вариант, а так же, в некоторых странах частным домовладениях разрешено их устанавливать для продажи электричества. Такие установки отличаются большим количеством батарей, задача которых выработать максимум электричества и отправить его в сеть через реверсный счетчик. Киловатты, отправленные таким образом оплачиваются энергокомпаниями по так называемому “зеленому тарифу”. Этот как экономический шаг, дающий возможность снизить энергозависимость, так и политический, показать миру что страна делает свой вклад в экологию.

Виды солнечных панелей

Виды панелей

От этого элемента напрямую зависит эффективность работы всей системы, поэтому к их выбору стоит отнестись серьезно. Их всего три вида, но массовое применение получили только два, о них подробнее.

Монокристаллические

Каждый фотоэлемент состоит из одного кремниевого кристалла. Они самые эффективные за счет одностороннего направления этих кристаллов, КПД составляет 20% – 24%, но и стоят немного дороже. По внешнему виду их легко определить, панели имеют насыщенный синий цвет и округленные края.

Цена панели 250 Вт – 170-200 долларов.

Поликристаллические

Здесь мелкие кремниевые кристаллы объедены в фотоэлементы, что не позволяет сделать однотонную поверхность. Это отрицательно сказывается на КПД панели, ее эффективность примерно на 18% меньше монокристальных. Однако, производство таких батарей менее сложное, а значит они дешевле.

Цена панели 250 Вт – 150 долларов.

Амфорные

Представляют собой слой полупроводника (кремневодорода), напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Невысокий КПД, в среднем 10,4%. Однако, такие панели имеют более высокое поглощение, что делает их эффективнее в пасмурную погоду.

Цена панели 150 Вт – 250 долларов.

Сравнительная таблица уровня КПД

Соотношение производительности разных типов панелей различных производителей

Эффективность работы солнечной электростанции по месяцам

По сути, выбирать панели стоит исходя их двух параметров: финансовых возможностей и доступной свободной площади. Если вы хотите немного сэкономить, но обладаете большими площадями для установки, можете взять поликристалические. Если же место ограничено, но нужно выжать максимум, берите монокристалические.

Старение панелей

Еще один важный момент, который нужно знать, это коэффициент старения. С каждым годом производительность блоков немного снижается. Монокремний стареет за 25 лет примерно на 17 – 20%, то для монокристаллических элементов этот показатель может быть все 30%.

Что такое концентрационные солнечные лучи и как они влияют на производительность

Как можно судить из фото иллюстрации, чем больше затенена панель тем меньше ее производительность.

Солнечные батареи для отопления частного дома, схема, преимущества

Благодаря современным технологиям каждый из нас имеет возможность твердо идти в ногу со временем. Наиболее значимое достижение научного мира – это извлечение энергии из некоторых природных феноменов.

Современный человек давно уже научился использовать энергию таких стихий, как ветер и вода. Сегодня настало время для получения энергии от солнечного тепла. Солнечная энергия является неиссякаемым источником, поэтому грех ее не использовать на благо всего человечества.

Солнечные батареи для отопления дома приобретают все большую популярность среди владельцев частных и загородных домов.

Отопление частного дома солнечными батареями

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств.

Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи.

Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Строение солнечной батареи
Обратите внимание

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома.

Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц.

Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

• Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
• Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
• Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
• У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания.

Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево.

Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов.

Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы.

Важно

Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий.

Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день.

Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

• Малые фотоэлектрические системы.
• Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме.

Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы.

Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

• Вакуумный солнечный коллектор.
• Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
• Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
• Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
• Электрический тэн или тепловой насос.

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома,  количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Совет

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно.

Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла.

Все, что нужно, — это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Солнечные батареи для отопления холодного дома: что выбрать

Удачным достижением стали инновационные разработки, позволяющие получить независимость от централизованной подачи электроэнергии — солнечные батареи для отопления дома.

Описание

Еще недавно людям был недоступен способ получения дешевой энергии. Единственным источником ее получения были централизованные сети. Теперь же существуют технологии, позволяющие отказаться от дорогого электричества, и они доступны каждому.

Медленно, но уверенно солнечные батареи для отопления дома становятся нашими реалиями.

Эти системы относятся к категории альтернативных источников и уже активно используются во многих европейских странах. Особенно эффективны они там, где солнечных дней в месяц больше 20.

Широкая их популярность связана с дорогостоящей классической системой отопления, причем, относится это не только к ее организации, но к коммунальным тарифам, которые и без того высокие, но продолжают увеличиваться. Источники, использующие солнечные лучи, позволяют избавиться от зависимости коммунальных служб.

Принцип использования

Первое, с чем сталкивается человек, слыша о солнечных батареях для отопления дома, устанавливаемых качестве дополнительного или альтернативного источника электроэнергии, это целесообразность их монтажа.

Ведь во многих областях России количество солнечных дней изрядно проигрывает числу пасмурных. Это соотношение говорит не в пользу устройств, использующих солнечные лучи.

Попадание лучей земного светила на поверхность батарей, использующих его тепло, что называется инсоляцией, в облачную погоду сокращается. Но, прогресс на месте не стоит, поэтому уже сейчас выпускаются батареи, способные даже ненастье обеспечивать жилье электричеством.

Преимущества

Достоинств и таких систем достаточно:

• обеспечение теплом круглый год;
• регулировка температурного режима в помещении по своему предпочтению;
• независимость от коммунальных служб, позволяющая забыть о кабальных счетах, выставляемых ими в отопительный период;
• использование солнечного запаса на любые бытовые нужды;
• длительный срок службы. Им не требуется ремонт, поскольку из строй они выходят крайне редко;
• конструктивная простота, исключающая частые поломки и расходы на ремонт. Самой распространенной поломкой является повреждение стекла при его очистке от снега, но замена его не требует больших затрат, да и легко производится самостоятельно;
• вариативность. Она очень широка, поскольку производителей отечественных и зарубежных достаточно много;
• разброс цен. Он тоже широк, поэтому каждый производитель выберет ту модель, которая соответствует его доходам;
• индивидуальность настроек. Она позволяет настроить оборудования, учитывая капризы природы в данной области;
• привлекательность внешняя. Системы не только не портят архитектуру и не занимают много места, но воспринимаются как креативный дизайн.

Помимо сказанного, привлекательность солнечных батарей для отопления дома в том, что использование их повсеместно способно снизить потребление таких природных ресурсов, как газ и уголь.

Недостатки

На них нужно обращать внимание прежде, чем сделать окончательный выбор в пользу той или иной системы:

• прежде всего, нужно понимать, что эффективность зависит от географического проживания конкретного пользователя. Низкоэффективными системы будут там, где солнце показывается далеко не ежедневно;
• достаточно высокая цена. Система, конечно, окупится со временем, но на ее покупку и монтаж придется изрядно потратиться. Тем не менее, несмотря на дороговизну и изменяющуюся в разные сезоны эффективность батареи, аккумулирующие энергию солнца и преобразующие ее в электричество, заметно набирают популярность.

Целесообразность установки для России

Страну очень солнечной назвать нельзя: в отдельных районах солнце показывается достаточно редко, а для обеспечения жилья теплом, потребуются батареи, занимающие значительную площадь — до 20 метров квадратных. В среднем один метр дает до 120 Вт.

Монтаж солнечных батарей проводится на крыше, с южной ее стороны, чтобы не один лучик не пропал даром.

Важно: Для большей эффективности панелей, преобразующих солнечный свет, угол наклона крыши составлять должен 45 градусов. А стропильную систему строения необходимо проверить на надежность и прочность, поскольку масса солнечных конструкций достаточно большая. Поэтому и необходимо позаботиться, чтобы установка ее не привела к разрушению.

Такая вероятность выше зимой, поскольку в этот период к массе батарей добавляется вес выпавшего снега.

Хорошо, если высоких деревьев, которые бросают тень на батареи, рядом тоже не будет.

Эффективность

Она находится в прямой зависимости от поглощенных лучей солнца. В летние месяцы понятно она возрастает, поскольку появляется солнце чаще, чем в холодное время.

Хотелось бы наоборот, поскольку дом отапливать нужно как раз зимой, и, казалось бы, повлиять на это невозможно, но различные технологические аспекты оборудования способны скорректировать производительность, увеличив последнюю или уменьшив.

В первом случае рекомендуется монтаж проводить совместно с использованием традиционного обогрева

Типы

В основном выделяют два типа таких устройств:

1. малые системы на фотоэлементах, к которым принадлежат конструкции, для работы использующие от 12 до 24В. Их вполне хватает для того, чтобы работало нескольких приборов осветительных и телевизор;
2. большие. Они способны аккумулировать и преобразовывать столько энергии, чтобы отопить достаточно большое жилище, а также использовать ее для создания целой отопительной системы. Конечно, речь не идет об огромных многоэтажных коттеджах. Батареи солнечные не в состоянии «собрать» столько тепла, чтобы в них была комфортная температура.

Комплект

Солнечные батареи для отопления дома могут значительно отличаться комплектацией.

В базовая входят следующие составляющие:

• коллектор вакуумный;
• контроллер, контролирующий работу системы для повышения ее производительности;
• насос, служащий для перекачки в отопительный бак теплоносителя от коллектора;
• емкость для нагретой воды, вместимость которой от 500 до1000 литров;
• тен электрический или тепловой насос.

Схема отопительной системы

При оснащении жилища мощным отоплением на солнечных батареях, его есть возможность обеспечить дополнительно горячим водоснабжением или «теплым полом».

Выбор

Приняв решение установить для отопления солнечный коллектор, важно убедиться, что его мощности будет достаточно для решения бытовых задач.

При расчете учитывается ряд важных показателей:

• площадь постройки;
• количество людей, проживающих в нем;
• расходуемую энергию. Для семьи, состоящей из трех человек, ее ежемесячно потребуется не менее 500 кВт. Если же планируется организация и водоснабжения горячего, эта цифра увеличится.

Более эффективной, как практика показала, является комбинированная система, которая предусматривает пользование энергией, поставляемой централизовано, и автономной, способной жильцов подстраховать при возникновении аварийных ситуаций.

Монтаж

Помимо расчета площади, которую нужно обогреть, и тепла, необходимого для этого, максимально правильно нужно выбрать, где отопительную систему установить, потому что даже незначительная ошибка в расчете способна в разы понизить эффективность. Еще один важный параметр – угол, под которым панель наклонена к горизонтальной плоскости.

Он зависит от сезона. Оптимальным считается расположение панели к плоскости горизонтальной под углом 45 градусов, но зимой его изменяют, чтобы увеличить производительность, поскольку изменяется высота солнцестояния.

Кроме этого, важно правильно установить резервуар, организовать систему вентилирования, заизолировать проводку, установить реле с терморегуляторами и многое другое.

Обратите внимание

Поэтому, безопасней и выгодней экономически обратиться к специалистам, у которых знаний и опыта достаточно, чтобы грамотно установить систему. При грамотном монтаже служить она будет, как минимум 15-25 лет, а окупить себя уже через пару лет.

Взвешенный подход к подбору системы отопления, функционирующей на солнечных панелях, позволит выбрать наиболее подходящее оборудование среди огромного числа аналогов, оценки его рациональности и целесообразности установки.

Сезонность

Получив энергию в летний период в большом количестве, ее нужно расходовать, но в данное время в этом большой необходимости нет, поэтому для ее хранения нужны накопители. Им для размещения потребуются большая площадь.

Учитывая, как быстро расходуются на планете энергоресурсы, направление гелиотехнии рассматривают, как выгодное и очень перспективное.

Безопасность

Для окружающего пространства такие конструкции, как солнечные батареи для отопления дома, абсолютно безопасны, поскольку токсичных компонентов горения они не выделяют, следовательно, и естественный баланс не нарушается.

Виды

Солнечные батареи для отопления частного дома и дач, т.е.

гелиоустройства для бытового применения, делятся на пленочные преобразователи и кремниевые, образованные соединением групп элементов между собой последовательным или параллельным, которые в электричество преобразуют солнечный свет. Объединенные в общую полупроводниковую систему, они называются солнечной панелью и готовы энергию поставлять устройствам обогрева.

Выпускаемые сегодня коллекторы бывают вакуумными, плоскими, зеркальными, трубчатыми и концентраторами.

В быту они наиболее распространены. Принятую энергию они передают в систему для отопления в виде нагретого теплоносителя или же в виде электричества.

Промышленное использование

Помимо бытовых, выпускаются гелиостанции промышленные, способные производить большой объем электроэнергии и способные отапливать многоэтажные дома и производственные здания.

Суть функционирования солнечных панелей

Всякая плоскость в ясные дни, которых естественно больше южных районах, получает на себя некое количество энергии солнца.

Понятно, что более актуальной будет установка солнечных батарей для отопления дома именно в таких областях, но рынок оснащения, связанного с синтезом солнечной энергии, быстро развивается, поэтому фотоэлементы, на которых собирают гелиопанели, способны функционировать и там, где инсоляция невысокая. Следовательно, практически стерты различия, касающиеся области их установки.

Особенности производства

Преобразователи фотоэлектрические собираются в виде модулей на полимерном гибком полотне и с алюминиевой рамой.

В первом варианте производство основано на методе испарительной фазы, результатом которого является тончайшая пленка кремниевая, образующаяся на несущем элементе Сверху ее защищает прозрачное покрытие. Так выглядит тонкопленочный элемент, пригодный для установки на фасады зданий.

Во втором случае сверху модуль защищает особо прочное стекло, снизу – изоляционная пленка.

Токопроводящие шины соединяют между собой фотоэлектрические элементы. Их назначение – поставка электрической энергии пользователю или аккумулятору.

Для соединения в систему солнечных батарей для отопления дома служат контакты, подключаемые к шинам.

Кремниевые батареи подразделяются на поли- и монокристаллические, собранные на основе кремния и прошедшие глубокую очистку. То есть, в производственных условиях выращивают монокристалл, который затем режется на тонкие пластины 0,2-0,4 мм.

Важно

Получается ячейка будущей солнечной батареи для отопления дома. Цена на них высокая, в сравнении с поликристаллическими, поскольку недешевым является процесс очистки кремния.

В поликристаллическом варианте не требуется столь чистый исходный материал, поэтому стоимость их будет ниже. Пластины для них получают медленным охлаждением расплавленного кремния. Трудовые усилия и энергозатраты в этом варианте значительно меньше. Их цвет обычно ярко-синий, поэтому отличить их можно даже визуально.

КПД

У монокристаллических панелей зависимости от модели он может составлять от 14 до 17%. Но, их постоянно совершенствуют, поэтому, возможно, скором времени этот показатель достигнет 33%.

Здесь возможны в недалеком будущем серьезные изменения. Уже сегодня можно встретить пленочные модули на основе индия и кадмия, отлично поглощающие свет. Несмотря на радиоактивность последнего, об опасности облучения можно не беспокоиться, поскольку металла содержится настолько мало, что для окружающего пространства вреда не будет, тем более для людей.

По КПД индий даже опережает кадмий, выдавая до 20%. Но, из-за того, что он широко используется в производстве бытовой техники (ЖК мониторов), его нередко заменяют гелием.

По этому критерию им проигрывают поликристаллические, показатель КПД которых всего 10-12%. Связано это с наличием посторонних включений и хаотичным расположением кристаллических частиц, что мешает сублимации энергии. Выходом из положения может стать симбиоз элементов аморфных с поли/монокристаллическими, поскольку первым для работы не требуется интенсивное излучение, в отличие от вторых.

Самыми низко производительными являются элементы на основе аморфного кремния с КПД 5-6%.

Конструктивные особенности

Структура плоского модуля гибкая, что облегчает монтаж. Помимо этого, отличает его невысокая стоимость, по отношению к батареям кристаллическими.

В наиболее простом исполнении солнечный плоский коллектор выглядит как ящик с затемненной лицевой стороной. Внутри его находится заполненный воздухом, водой либо смесью воды и незамерзающего вещества змеевик.

Стенки и дно короба изнутри покрыты теплоизоляцией, чтобы лучше сохранялась накопленная солнечная энергия.

Совет

Передачу теплоносителя в отопительную систему осуществляют металлическая пластина с трубками, называются которые абсорбером.

Изготавливается он чаще из листовой меди с высоким показателем теплопроводности. Внешняя его сторона должна быть черным, поскольку именно этот цвет известен максимальным поглощением излучения.

Панели трубчатого типа образованы системой змеевиков и трубок и имеют сверху металлическую пластину. Чтобы от ее внешней поверхности лучи не отражались, сверху на абсорбер устанавливается надежное прозрачное покрытие – закаленное стекло с нанесенной оптической пленкой, которая в инфракрасном свете не излучает тепло.

Это положительно сказывается на производительности и способности нагревать воду до 200 градусов.

Пластина очень чувствительна к загрязнениям, поэтому ее необходимо очищать от опавшей листвы, снега и дождя.

Есть и другие разновидности панелей – вакуумная, например. Сконструирована она по подобию термоса. Ее способность сохранять тепло с описанными моделями выше на 95%.

В нижней ее части присутствует жидкость, превращающаяся пар при нагревании солнечными лучами. Сверху в колбу впаян конденсатор, на котором конденсируется пар, трансформируется в тепло и подается систему отопительную.

Высока эффективность таких панелей даже пасмурные дни. Их коллекторы сверху имеют зеркальную поверхность, фокусирующую получаемую энергию на плоскости адсорбера.

Обратите внимание

Зеркальная поверхность по площади превышает абсорберную, что позволяет принимать больше лучей и вдвое увеличить производительность.

Его минус состоит в возможности приема исключительно прямых лучей. В последних разработках этот вопрос решили за счет применения поворотных устройств, заставляющих коллектор следовать за светилом.

Инновационным решением является конструкция, выполненная в виде сферы. Она улавливает максимум лучей и не нуждается в поворотном механизме. Состоит она из цельного винтового теплоприемника, а не из трубок, подключаемых к выходному и принимающему патрубкам.

Техническая вода, которой заполнен змеевик-приемник, движется по винтовому пути вверх при нагревании. Горячей она поступает в выходной патрубок, из которого попадает в отопительную систему. Охладившись, она спускается по отопительному контуру к патрубку входному. Затем все повторяется.

Плюсом такой конструкции является прием излучения на протяжении всего светового дня и минимальные потери трубопроводе.

Все нюансы систем нужно учитывать при выборе.

Стоимость

Недорого купить солнечные батареи для отопления дома можно на сайтах из таблицы:

Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта, установка и характеристики

Альтернативная электроэнергетика достигает с каждым годом все больших масштабов.

Повышенный интерес к этому направлению вызван двумя извлекаемыми преимуществами: снижение затрат в перспективе и сохранение первозданности окружающей среды.

Сегодня прогрессивные методики добычи электричества добрались до построек, находящихся в частных владениях, этот вопрос мы сегодня и рассмотрим на Beton-area.com

Для снабжения частных владений постоянным электрическим током, на зданиях устанавливают солнечные батареи.

Важно

Ученые добились больших успехов, более 200 лет трудясь над усовершенствованием систем по превращению световых волн в электрический ток.

Рассмотрим преимущества и характеристики различных типов солнечных батарей, среднерыночную стоимость комплекта, особенности монтажа и эксплуатации автономных электростанций в частном доме.

Принцип работы солнечных батарей

В основе работы устройства лежит закон фотоэффекта. Под действием испускаемого солнцем электромагнитного излучения — видимого света — преобразователь из кремния или альтернативного материала испускает электроны. Таким образом фотоэлектрическая система, установленная на крыше частного дома, становится источником бесперебойного электроснабжения для его жителей.

Рассмотрение вопроса о стоимости солнечных батарей для дома правильно начинать со знакомства с существующими разновидностей фотоэлектрических установок. Сегодня этот рынок достаточно хорошо сформирован, так что потребитель имеет возможность выбрать систему, удовлетворяющую индивидуальные потребности семьи.

Комплект солнечных батарей обеспечит бесперебойную подачу электричества в доме

Какой комплект фотоэлектрической установки купить для частного дома

Развитие инженерной мысли привело к созданию трех основных категорий фотоэлектрических систем. Каждая из них имеет конструктивные и технологические особенности, отличается некоторыми нюансами функционирования.

Солнечные батареи I категории — автономные

Главное отличие систем этой группы — отсутствие подключения к централизованной сети электроснабжения. Оборудование, подключенное к установке, получает прямое питание. Автономные системы снабжены аккумуляторными батареями, что позволяет иметь бесперебойное электроснабжение в период недостатка солнечного света.

Солнечные батареи II категории — открытые

Данное оборудование подключаются к системе централизованного электроснабжения через инвертор. Аккумулятор не входит в комплект.

Когда уровень потребляемой мощности становится выше вырабатываемой, фотоэлектрическая система отключается, переводя приборы на питание от основной электросети. В противоположной ситуации блокируется центральная электросеть.

Это наиболее экономный и надежный вариант. Однако при полном отсутствии централизованного электропитания работа системы невозможна.

Солнечные батареи III категории — комбинированные

Особенностью установки является поступление излишне выработанной электроэнергии в основную сеть. Солнечные батареи с такой комплектацией наиболее дорогостоящие.

Совет! На случай одновременного отключения основного канала электроснабжения и дефицита солнечного света следует приобрести небольшой по объему электрогенератор. Этот шаг защитит от неожиданных перебоев в электроснабжении дома.

Стоимость солнечной электростанции для частных владений

Решившись переходить на экономный режим снабжения дома электричеством, важно учитывать цены не только на комплект, но также на его установку и обслуживание. Конкретную стоимость солнечных батарей назвать довольно трудно, так как на ее формирование оказывает влияние больше, чем один фактор.

На цену комплекта влияет:

• категория системы;
• мощность;
• качество;
• производитель.

Узнать приблизительную стоимость комплекта автономной электростанции для дома, поможет расчет на основании доступных данных. Известно, что для выработки 1 Вт мощности требуется затратить порядка 60 рублей.

Нетрудно подсчитать затраты на приобретение комплекта, вырабатывающего 100-200 Вт мощности (достаточной для небольшого дома) — 6000-12000 руб.

Стоит учесть, что этот расчет охватывает вниманием фотоэлектрическое оборудование самого низкого качества.

Совет

За комплект I категории, характеризующемся номинальной мощностью 2 кВт придется заплатить по меньшей мере 120 000 руб.

При выборе комплекта солнечных батарей для частного дома важно также учитывать гарантию бесперебойного обеспечения электроэнергией. Это особенно важно для поддержания стабильной работы установленных в доме систем отопления, наружного и внутреннего слежения, пожарной сигнализации и компьютерного обеспечения.

Цена неполного комплекта фотоэлектрической системы

Чтобы понять, насколько целесообразно в конкретном случае приобретение комплекта солнечных батарей для дома, нужно сделать следующее: соотнести стоимость единицы мощности, производимой централизованной электросетью с ценой на такой же объем мощности, преобразуемой из солнечного света. Проведение сравнения ныне действующих цен, показывает, что такое соотношение составляет 8-9 раз в пользу фотоэлектрического оборудования.

Выходящее напряжение солнечных батарей —12 В, 24 В и более. Характеристики элементов комплекта позволяют применять их отдельно, без подключения всего комплекта. Напомним, для получения 1 Вт необходимо затратить около 60 рублей на фотоэлектрическое оборудование.Для получения 1 Вт из солнечной энергии необходимо потратить около 60 рублей

Перейдем к конкретике локального использования.

Например, если для освещения маленькой площади вам необходима лампочка на 25 Вт, рассчитанная на напряжение 12 В, для этой цели можно приобрести солнечную батарею с подходящими параметрами, которая обойдется приблизительно в 2000 рублей.

К необъемной фотоэлектрической системе можно подключить маленький колодезный насос с параметрами — 200 Вт и 24 В. Основанная на нем система полива будет служить более 10 лет и обойдется около 12 000 руб.

Комплект солнечных батарей на дачу

Планируя использование фотоэлектрической системы на даче, важно учесть несколько нюансов:

• стабильность централизованной подачи электричества в районе;
• риск возникновения кражи в период отсутствия на даче;
• необходимая мощность электрификации.

Чаще всего на даче устанавливают комплект солнечных батарей I категории, то есть автономного типа. Автономное электроснабжение для здания с малым энергопотреблением финансово выгодно. В некоторых случаях используют мобильный комплект.

Интересно! По данным, полученным путем анализа, выявлено, что выгодным является использование фотоэлектрических установок для дачного дома с площадью до 300 м².

 Cистема солнечного автономного отопления для дома

На солнечной энергии построена работа не только фотоэлектрических систем, но и коллекторов для отопления и подогрева воды. При использовании качественной установки можно сэкономить свыше 30 % средств, уходящих на эти нужды.

Солнечный коллектор представляет собой панель толщиной 10 см с площадью 1 × 2 м. Разновидности в пределах указанных габаритов разнятся между собой коэффициентом потери тепла, который отражает количество тепловой энергии, передаваемой жидкому теплоносителю. Для одной современной панели солнечного коллектора эта величина составляет 1,2-5 Вт/м² × °К.

Стоимость отопительной системы на солнечной энергии

Важно понимать, что когда речь идет о цене солнечной теплостанции для дома, обычно подразумевается приобретение полного комплекта. В него входит насос, бак, аккумулятор и другие составляющие. За такой набор в среднем нужно отдать от 100 до 170 тыс. рублей. Стоит отметить, что при покупке системы отечественных производителей можно сэкономить порядка 50-60 тыс. рублей.

Если рассмотреть стоимость отдельно взятой панели солнечного коллектора, то за 1 м² при коэффициенте потери тепла 2,7 придется отдать 18-20 000 рублей. Отечественный аналог обойдется в среднем на 15 % дешевле, китайский — на 40 %.

Важно! Стоимость горячей воды можно сократить более чем в половину, если совместить системы коллекторов и батарей, работающих на излучении дневного светила.

Цена одной панели солнечной батареи и целого комплекта от разных производителей

Альтернативная энергетика, направленная на преображение солнечного излучения в постоянный ток, стремительными шагами движется вперед. Количество компаний, производящих подобные системы, увеличивается с каждым годом. Лидирующее место в производстве солнечных устройств для получения электричества и тепла занимает Китай.

Средняя стоимость панели (200 Вт) / комплекта (2 000 Вт) солнечных батарей от разных производителей (в рублях):

• Китай — Helios Haus, Suntech и др. — 12 000 / 140 000
• Россия — ТСМ и Hevel Solar — 16 000 / 170 000
• Европа — Viessmann Group, Solarworld и др. — 16 000 / 220 000
• Азия — Motech, Kyocera, Sanyo и др. — 13 000 / 16 000
• США — First Solar — 27 000 /38 000

Если взять для примера более мощный комплект — 5 000 Вт — от китайского производителя, то он обойдется примерно в три раза дороже.

Зависимость стоимости комплектов солнечных батарей от качества обслуживания

Прежде чем решится на покупку, необходимо поинтересоваться не только стоимостью комплекта солнечных батарей и надежностью фирмы-производителя, но и качеством оказываемых услуг фирмы-поставщика.

Привлекательно низкая стоимость комплекта для энергоснабжения дома может объясняться следующими ограничениями услуги:

• не проводится предварительный расчет;
• не производится проектирование;
• предоставляются не все комплектующие;
• комплект доставляется, но не монтируется;
• не производится логистика;
• не производится сервисное обслуживание.

Очень важно найти продавца, который оказывает помощь в установке солнечных систем, начиная с проектирования, предоставляет все комплектующие и включает гарантийное обслуживание в период эксплуатации. Сотрудничество с надежной фирмой-продавцом, работающей с качественной продукцией и с настроем на удовлетворение нужд покупателя — залог хорошего настроения и спокойствия.

Перспективы в развитии солнечной энергетики

Батареи и коллекторы, работающие на природном освещении становятся доступными все большей части населения способом добычи электричества и тепла.

Возрастает эффективность подобных устройств и удобство в эксплуатации. В будущем, с развитием этой отрасли электроэнергетики, на автономное обеспечение перейдет огромное количество семей.

Это принесет с собой безопасность с экологической точки зрения.

Современное оборудование, преображающее солнечный свет в энергию и тепло, надежно и в перспективе прослужит много лет. Фотоэлектрические системы и солнечные коллекторы для частных домов —  уверенный шаг в будущее. Это качество, надежность и безопасность.

Смотрите видео: Солнечные батареи для дома

Солнечные батареи для отопления дома: виды, преимущества

Все гениальное просто! Оказывается, можно получать тепловую энергию для отопления жилья не прибегая к разрушению природной среды, а лишь преобразовывая солнечное излучение в тепло- и электроэнергию.

Этот природный ресурс возобновляем, экологичен и экономичен. Владельцы частных домов не зря активно интересуются данным вопросом.

Принцип работы гелиосистем для нагрева воды

КПД новых коллекторов, со специальными фильтрами для улавливания волн разной длины, радует своим значением – не менее 40 %. Обычные кремниевые панели имеют КПД не превышающий 25 %.

Срок службы нагревательных элементов, по оценкам производителей, составляет от 10 до 30 лет. Другие части системы, такие как аккумуляторные батареи и электроника, могут выйти из строя раньше – через 5–15 лет.

Принцип действия батарей основан на фотогальваническом эффекте. Лучистая энергия, проходящая через фотоэлементы, преобразуется в электрическую энергию. Доступный пример – часы и калькуляторы с фотоэлементами, уже несколько десятилетий демонстрирующие нам на примитивном уровне этот принцип работы.

Солнечные панели для отопления дома: типы систем

Фотоэлектрические системы бывают двух видов:

• солнечные панели;
• коллекторы.

В первом случае – фотоэлементы, соединенные параллельно и последовательно, работают по принципу электростанции, вырабатывающей электрический ток.

Во втором случае – с помощью лучистой энергии, производится нагрев теплоносителя, который циркулирует по трубкам коллектора. Обычно это вода или специальная жидкость.

Преимущества и недостатки отопления на солнечных батареях

Солнечный обогреватель для дома любого типа обладают следующими достоинствами:

• автономность системы – вы перестанете зависеть от коммунальных служб и их расценок;
• несмотря на высокую цену оборудования, общая эксплуатационная стоимость будет уменьшаться с каждым годом;
• бесшумность;
• длительный срок службы;
• экологическая безопасность выделяемой энергии;
• эксплуатация в различных климатических условиях: ветер, дождь, снег;
• способность накапливать полученную энергию.

Недостатки:

• КПД использования резко снижается при сильном нагреве фотоэлементов, поэтому желательна установка дополнительных систем охлаждения.
• Внешнюю поверхность панелей нужно регулярно очищать от загрязнений и пыли.
• Наличие ядовитых веществ в составе фотоэлементов. Во время эксплуатации они никак не влияют на чистоту выделяемой энергии, но требуют безопасной утилизации.
• После 25–30 лет активного использования производительность панелей падает минимум на 10 %.
• Эффективность батарей напрямую зависит от погодных условий, поэтому они нуждаются в оснащении дополнительными системами сохранения энергии.

Проект системы отопления на коллекторах

Прежде всего, мы подробно разберемся с различиями в строении и функционировании батарей и коллекторов.

Панель состоит из нескольких фотоэлементов, соединенных между собой на каркасе из непроводящих энергию материалов.

Фотоэлектрические преобразователи – достаточно сложные конструкции, представляющие собой своеобразный сэндвич из пластин с различными характеристиками и назначениями.

Кроме гелио модулей и специального крепежа, система состоит из таких элементов:

• аккумуляторов, для хранения энергии;
• контроллера, который будет следить за степенью зарядки в аккумуляторе;
• инвертора – для преобразования постоянного тока в переменный.

Коллекторы бывают двух видов: вакуумные и плоские.

Вакуумные коллекторы состоят из полых стеклянных трубок, внутри которых расположены трубки меньшего диаметра, содержащие поглотитель энергии. Меньшие трубки соединены с теплоносителем. В свободном пространстве между ними находится вакуум, который сохраняет тепло.

Принцип работы солнечного коллектора

Плоские коллекторы состоят из рамы и армированного стекла с фотонопоглощающим слоем. Слой поглотителя подключен к трубкам с теплоносителем.

Обе эти системы состоят из контура для теплообмена и теплового аккумулятора (бак для жидкости).

Из бака вода поступает в отопительную систему при помощи насоса. Во избежание потерь тепла, бак должен быть хорошо утеплен.

Располагаться такие установки должны на южном скате кровли. Угол наклона должен быть 30–45 градусов. Если расположение дома или конструкция крыши не позволяют установить панели гелиосистемы на кровле, то можно установить их на специальных укрепленных каркасах или на стойках, закрепленных в стену.

Количество солнечной энергии, выделяемой в разное время года, сильно отличается. Величину коэффициента инсоляции для места вашего проживания можно найти по карте солнечной активности. Зная коэффициент инсоляции, вы сможете посчитать необходимое вам количество модулей.

Например, вы потребляете энергии 8 кВт/ч, инсоляция в среднем 2 кВт/ч. Мощность солнечной панели – 250 Вт (0,25 кВт). Произведем расчеты: 8 / 2 / 0,25 = 16 штук – именно такое количество панелей вам понадобится.

Выбор гелиосистемы, цена и установка

Выбирая солнечные батареи для отопления дома, обратите внимание на их основные характеристики: мощность, вес, габариты, наличие или отсутствие в вашем доме места для установки накопительного бака (в коллекторной системе).

При установке батарей на крыше необходимо учесть следующие моменты:

1. Определите заранее, выдержит ли ваша кровля дополнительную нагрузку (в случае, если установить нужно более двух элементов).
2. Панели должны надежно фиксироваться минимум в четырех точках и только в специально предназначенных для этого отверстиях.
3. Нельзя устанавливать батареи плотно прижав их к кровле – необходим зазор в 7–15 см для проветривания.

Покупая фотоэлектрические модули – делайте ставку на проверенных производителей. Их изделия отличаются большим сроком службы и более высокой ценой, но экономия в этом случае будет неуместной.

Например, вакуумная гелиосистема для отопления, состоящая из одного коллектора, аккумуляторного бака, объемом в 300 литров и циркуляционного насоса, стоит 120.000 рублей. Есть системы с большим объемом бака и количеством панелей, но с ценой в два раза выше. Покупка необходимых элементов по отдельности в общей сумме выйдет дороже.

Если говорить о цене одного солнечного коллектора, то батареи с большим сроком службы и хорошей мощностью стоят в среднем 22 000 рублей за единицу.

Окончательные цены на монтаж гелиосистемы компания, производящая установку, сможет озвучить только после выезда к вам. Приблизительная стоимость установки одной батареи составляет 2 500 рублей.

Обратите внимание

Установка гелиосистемы – разумный выбор. Вы ощутите все преимущества автономного отопления, а ваши первоначальные вложения окупятся через несколько лет.

Также смотрите видео о солнечных коллекторах для нагрева воды и отопления дома:

Кипение воды в плоском солнечном коллекторе зимой: