Фотоэлектрические панели для дома собственными руками: как сделать, схемы и все тонкости

Характерности благоустройства солнечного коллектора

Это настоящий прибор, применять который можно будет несколько лет.

• медная или трубка из стали (можно и готовый полотенцесушитель, только тщательно промытый);
• большие трубы;
• теплоизолятор в рулоне;
• Дсп;
• оконное стекло;
• герметик, замазка или пена;
• листы меди (или подоступнее матовый материал на подложку);
• бак;
• уголок;
• заглушки, самосверлящие шурупы, штуцера, дюбеля;
• краска тёмного цвета.

1. Из 2-ух медных трубок выполняется база. На одном конце каждой трубки ставится патрубок для соединения и заглушка, а на другом режется резьба.
2. Спустя каждые 10 см отмечаются отверстия. Высверливаются (диаметр не больше 9 мм.)
3. В получившиеся отверстия ставятся трубки, стык проваривается. Должна выйдет решётка.
4. Выполняется подложка. Можно из меди или более дешёвого аналога. Листы крепятся меж собой (медь сваривается) и фиксируется к змеевику.
5. Конструкция которая получилась покрывается чёрной краской.
6. Делается ящик-каркас. Из древесно-стружечной плиты с помощью уголков из металла и шурупов. В него по размерам должен входить медный полотенцесушитель. Высота стенок находящихся по бокам – около 25 см.
7. На его дно стелится теплоизолятор. К примеру, изовер.
8. Ставится полотенцесушитель на медных листах.
9. Ящик закрывается стеклом. Стыковочные места покрываются герметиком замазкой, пеной, монтажным клеем или чем-то аналогичным.

Планируя выполнить подключение фотоэлектрических батарей собственноручно, должно быть представление, из каких компонентов состоит система.

Фотоэлектрические батареи состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементах, главное предназначение которых – преобразовывать энергию солнца в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток создается.

Кроме солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи – контроллер и преобразователь напряжения, а еще подключенные к ним аккумуляторы
Ключевыми конструктивными системными элементами выступают:

• Фотоэлектрическая панель – видоизменяет свет солнца в электроэнергию.
• Аккумулятор – химический источник тока, который копит сгенерированную электрическую энергию.
• Контроллер заряда – наблюдает за напряжением аккумуляторов.
• Преобразователь напряжения , преобразующий постоянное электрическое напряжение батареи аккумулятора в переменое 220В, которое нужно для работы системы освещения и работы домашней техники.
• Предохранители , ставящиеся между всеми системными элементами и защищающие систему от короткого замыкания.
• Набор коннекторов стандарта МС4 .

Кроме главного предназначения контроллера – наблюдать за напряжением аккумуляторов, устройство если для этого есть необходимость выключает те или другие элементы. Если критерий на клеммах аккумулятора днем может достигать метки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда критерий напряжения аккумуляторов может достигать предельно невысокой метки в 11 Вольт, контроллер задерживает работу электростанции.
Фотоэлектрические панели состоят из нескольких некоторых панелей. Чтобы сделать больше выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, детали присоединяют друг к другу, используя законы физики.
Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, использовав одну из трех схем монтажа фотоэлектрических панелей:
Параллельная схема предусматривает подключение одноимённых клемм друг к другу, при котором детали имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

При параллельной схеме «преимущества» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», из-за чего выходной ток возрастает, а напряжение на выходе остается в границах 12 Вольт
Величина максимально потенциального тока на выходе при параллельной схеме полностью пропорциональна количеству подключенных компонентов. Принципы расчета количества приведены в рекомендуемой нами статье.

Последовательная схема предусматривает подключение разных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подсоединяют к размещенному дальше по схеме контроллеру.
Подобный вариант соединения создаёт условия для протекания электротока, при котором остается путь только один для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подсоединения напряжение на выходе возрастает и может достигать метки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, ламп на светодиодной основе и некоторых электроприемников
Последовательно-параллельную или смешанную схему очень часто применяют если необходимо соединения нескольких групп батарей. При помощи использования данной схемы на выходе можно сделать больше и напряжение и ток.

Подобный вариант Выгоден и в том проекте, что в случае выхода из строя одного из конструктивных компонентов системы, иные связующие цепи продолжают работать. Это намного повышает надежность работы всей системы.

При последовательно-параллельной схеме подсоединения напряжение на выходе может достигать метки, характеристики которой отлично подойдут для решения ключевой массы хозяйственных задач
Принцип сборки комбинированной схемы выстроен на том, что внутреннего устройства каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь выполняется постепенно.
Комбинируя различные типы соединений, не будет трудно собрать батарею с требуемыми параметрами. Главное – число скреплённых компонентов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам напряжение эксплуатации с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал нужную величину зарядного тока.
Солнечную энергию можно изменить в тепловую, когда энергоносителем считается жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторных батареях. Батарея собой представляет генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта.
Переустройство солнечной энергии в электрическую энергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые считаются главной частью батареи.

При этом световые кванты “отпускают” собственные электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают переменный ток, проходящий через контроллер и собирается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям.

Сборка представленной в примере батареи проводилась из 36 пластинок размером 80хсто пятьдесят миллиметров. Продуктивность каждой пластинки по 2,1 Вт, общая мощность устройства 76 Вт

С лицевой стороны возводимой фотоэлектрические панели размещаются плюсовые токоведущие жилы, формируемые путем пайки

С обратной стороны при помощи пайки возникают нелёгкие токоведущие линии на 6-ти контактах

Пластины соединяются согласно последовательной схеме. На выходе плюсовой линии ставится диод шоттки, исключающий разрядку аккумулятора в пасмурные погодные периоды

Сборка фотоэлектрические панели из кремниевых пластинок

Формирование плюсовой токоведущей дорожки

Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны

Подключение проводника и блокирующего диода
В роли пластин-фотоэлементов выступают детали из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта очень тонким слоем фосфора или бора – пассивного элемента химии.
Здесь под действием солнечных лучей высвобождается огромное количество электронов, которые держатся фосфорной плёнкой и не разлетаются.

На поверхности пластины имеются железные “дорожки”, на которых выстраиваются свободные электроны, образовывая упорядоченное движение, т.е. переменный ток.
Подобрав место для локации фотоэлектрической батарее и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а еще имея в наличии все требуемые инструменты и материалы, можно начинать монтаж батареи.
При установке нужно віполнять технику безопасности, особенно выполняя установку готовой панели на крышу дома. Рассмотрим по-шаговый алгоритм, как сделать фотоэлектрическую панель.

Монтаж самодельной фотоэлектрические панели часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Несомненно, если вы имеете возможность, то рекомендуется приобрести фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка – очень сложная и усердная работа, занимающая большое количество времени.
Пайка выполняется так:

1. Берётся кремниевый фотоэлемент без проводников и железная полоса-проводник.
2. Проводники режуться с помощью картонной заготовки, их длина в несколько раз больше, чем размер кремниевой пластины.
3. Проводник бережно ложиться на пластину. На один компонент – два проводника.
4. На место, где будет выполняться спайка, надо нанести кислоту для работы с паяльником.
5. Произвести пайку с помощью паяльника, бережно присоединив проводник к пластине.

В процессе пайки нельзя давить на силикатный компонент, т.к. он очень непрочный и может разрушиться! Если вам выпало счастье, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от длительной и непростой работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи.

Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В выполняется также и в том же направлении, что и для целых пластин
Каркас – это место, куда будут ставиться фотоэлементы. Для производства каркаса берутся уголки из металла и планки, из которых складываются рамки. Оптимальный размер уголка – 70-90 мм.

На внутреннюю часть уголков из металла наносится герметик на основе силикона. Герметизацию уголков нужно произвести тщательно, от этого может зависеть долговечность всей конструкции.

После того, как рамка из алюминия готова, приступим к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус собой представляет ящик из дерева из древесно-стружечной плиты с низкими бортами.
Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, по этому их высота не должна быть больше 2 см. Борты прикручиваются с помощью шурупов и шуруповёрта.

Размеры корпуса рассчитываются с учетом надобности оставлять зазоры между фотоэлектрическими элементами. Составлять он должен 3 — 5 мм

В бортах и бруске, делящем корпус на 2 сегмента для комфорта укладки, высверлены вентиляционные отверстия системы

Для того чтобы увеличить точность крепежа пластин и точное распределение щелей применяется подложка из Двп

Для того чтобы обезопасить детали корпуса прибора, работающего на улице, детали корпуса покрыты красящим составом который отталкивает воду

Изготовление корпуса для фотоэлектрические панели

Отверстия для вентиляции в бортах корпуса

Подложка для крепежа кремниевых пластин

Окрашивание деталей корпуса для водоизоляции

Виды солнечных модулей-панелей

Гелиопанели-модули собираются из солнечных компонентов, иначе – фотоэлектрических преобразователей. Групповое использование нашли ФЭП двух вариантов.

Они выделяются используемыми чтобы их сделать разновидностями полупроводника из кремния, это:

• Поликристаллические. Это солнечные детали, сделанные из кремниевого расплава путем продолжительного охлаждения. Несложный метод производства обуславливает доступность цены, но продуктивность поликристаллического варианта не превышает 12%.
• Монокристаллические. Это детали, полученные в результате нарезки на тонкие пластины искусственно выращенного кремниевого кристалла. Самый результативный и дорогой вариант. Усредненный КПД в районе 17 %, можно отыскать монокристаллические фотоэлементы с более большой производительностью.

Поликристаллические солнечные детали плоской в форме квадрата с разнородной поверхностью. Монокристаллические разновидности смотрятся как тонкие гомогенной верхней структуры квадраты со срезанными углами (псевдоквадраты).

Так смотрятся ФЭП – фотоэлектрические преобразователи: характеристики солнечного модуля не зависят от разновидности используемых компонентов – это оказывает влияние лишь на размеры и цену
Панели первого выполнения при одинаковой мощности больше размером, чем вторые из-за меньшей эффективности (18% против 22%). Но процентов, примерно, на десять доступнее и пользуются преимущественным спросом.

Монокристаллические кремниевые пластины в несколько раз производительней поликристаллических заменителей, но намного дороже

На обратной стороне кремниевых пластин проложены нелёгкие токоведущие линии, на лицевой — плюсовые

Поликристалические кремниевые пластины доступнее, потому популярней в обстановке самостоятельных специалистов. Пайка компонентов выполняется таким образом

Поликристаллические пластины соединяются в модули, в которых должно быть по 36 или 72 штуки. Из модульных батарей собираются панели

Монокристаллический компонент фотоэлектрические панели

Минусовые токоведущие линии на пластине

Поликристаллические детали для сборки фотоэлектрические панели

Стороны поликристаллического элемента гелиосистемы
О правилах и секретах выбора фотоэлектрических панелей для обеспечения энергетикой индивидуального отопления вы сумеете прочесть тут.

Что лучше: с одной или двумя трубами структура?

Питание приборов выполняется по однотрубной или двухтрубной схеме. В первом варианте приборы с нагревательной функцией присоединяются постепенно, а в другом параллельно. Существенная разница состоит в наличии в двухтрубной системе 2-ух типов трубо-проводов: для подачи носителя тепла в отопительные приборы и для возврата в котёл.
1 — однотрубное методичное подключение отопительных приборов без циркуляционного насоса; 2 — однотрубное подключение с циркулярным насосом; 3 — двухтрубное подключение с укладыванием вдоль периметра строения труб подачи и обратки; 4 — коллекторная «лучевая» схема включения

Однотрубные системы хорошо работают только в маленьких домах с количеством отопительных приборов от 6 до 10 на одной ветке. В других вариантах они не эффективны из-за неравномерного температурного распределения носителя тепла при входе в отопительные приборы.
Двухтрубные системы намного универсальнее и дают много вариантов для регулирования теплового режима. При помощи термостатических вентилей можно настроить комфортабельную отдачу тепла каждого отопительного прибора, не влияя на работу других.
Первое, что следует приготовить прежде чем установить и присоединить фотоэлектрическую панель – определиться с местом локации агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей хорошо применять неподвижные конструкции, сделанные из профилей из металла, или же более модернизированные поворотные аналоги
Фотоэлектрические панели можно размещать фактически в любой хорошо освещаемой точке:

• на крыше коттеджа за городом;
• на балконе дома на несколько квартир;
• на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить нужные условия для получения самой большой выработки электрической энергии. Одним из таких считается ориентация и наклонный угол относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.
В совершенстве лучи солнца должны падать на нее под 90°. Чтобы достичь такого результата, нужно выбрать самый лучший угол уклона в зависимости от условий климата региона. Для любого региона данный показатель собственный.

Чтобы обеспечить самую большую продуктивность фотоэлектрических панелей, наклонный угол устройств рекомендуется менять 2-4 раза в течении года: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта
Например, в московском регионе наклонный угол локации поверхности фотоэлектрических панелей для летних месяцев составляет 15-20°, а зимой меняется до метки в 60-70°.
При размещении фотоэлектрических панелей на прилегающей к дому территории, панели лучше поднять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого числа снега. Подобное решение правильно и в том проекте, что обеспечивает достаточное расстояние для воздушной циркуляции.
Необходимо не забывать, что даже маленькая тень плохо воздействует на производство электричества агрегатом. Панели необходимо размещать лишь в местах, которые не предрасположены даже малейшему затенению.

Некоторые «умельцы» для защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, однако даже при видимой светопроницаемости стеклянная прослойка способна уменьшить КПД панелей на 30%
Есть несколько вариантов фиксации панелей:

• при помощи задействования прижимных фиксаторов;
• путем соединения из болтов через сквозные отверстия, находящиеся в нижней части рамки.

Опорная конструкция обязана быть сделана из корозионностойких материалов. независимо от варианта монтажа в конструкцию панелей нельзя своими силами вносить изменения и высверливать дополнительные отверстии.

Задача владельца дома – поддерживать панели в чистом виде. Накопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% понижает кол-во электрической энергии, произведенной системой.

Кратко про устройство и работе

Они могут полностью обеспечить горячее обеспечение водой и отопление в холодный период года только на юге. И то, если занимают очень приличную площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.
Не обращая внимания на огромное количество разных видов, рабочий принцип у них аналогичный. Любая гелиосистема собой представляет контур с последовательным расположением приборов, и поставляющих энергию тепла, и передающих ее потребителю.

Ключевыми рабочими элементами считаются фотоэлектрические панели на фотоэлементах или солнечные коллекторы. Технология сборки солнечного генератора на фотопластинах не так просто, чем трубчатого коллектора.
В данной публикации мы будем рассматривать другой вариант – коллекторную гелиосистему.

Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать домашнее отопление на гелиосистему страшно из-за невозможности прогнозировать четкое кол-во солнечных деньков
Коллекторы собой представляют систему трубок, скреплённых постепенно с выходной и входной магистралью или положенных в виде змеевика. По трубкам двигается техническая вода, поток воздуха или смесь воды с какой-нибудь незамерзающей жидкостью.

Циркуляцию активизируют физические явления: исчезновение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в иное и др.

Рабочий принцип солнечных коллекторов построен на получении и накапливании энергии солнца, сообщаемой тепловому носителю ( )
Сбор и аккумуляция энергии солнца выполняется абсорберами. Это либо непрерывная пластина из металла с зачерненной наружной поверхностью, либо система некоторых пластин, присоединенных к трубкам.

Для производства части сверху корпуса, крышки, применяются материалы с высокой способностью к пропусканию потока света. Это может быть акриловое стекло, аналогичные полимеры, закаленные виды классического стекла.

Для того чтобы убрать потери энергии с обратной стороны прибора в короб ложится тепловая изоляция
Нужно сказать, что полимеры довольно переносят плохо влияние лучей ультрафиолета. Все разновидности пластика имеют довольно большой коэффициент температурного расширения, что нередко приводит к разгерметизации корпуса. По этому применение аналогичных материалов для производства корпуса коллектора стоит уменьшить.
Вода в виде теплоносителя может использоваться только в системах, которые предназначены для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если предполагается круглогодичное применение гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.

В воздушных гелиосистемах в виде теплоносителя применяется воздух. Каналы для его движения можно создать из простого профнастила ( )
Если солнечный коллектор ставится для обогрева маленького здания, не содержащего связи с местным отоплением загородного дома или с централизованными сетями, строится самая простая одноконтурная система с нагревательным прибором перед началом ее.

В цепочку не включают циркулярные насосы и нагревательные устройства. Схема очень проста, но работать она может только солнечным летом.
При включении коллектора в двухконтурное техническое сооружение все намного проблематичнее, но и диапазон подходящих для использования дней значительно увеличен. Коллектор обрабатывает всего один контур. Доминирующая нагрузка возлагается на ключевой агрегат для отопления, работающий на электрической энергии или любом виде топлива.

Для производства солнечного коллектора воспользуйтесь готовой схемой, можно построить свою пилотную модель и попробовать ее в действительности ( )
Не обращая внимания на прямую зависимость продуктивности солнечных приборов от численности солнечных деньков, они популярны, и интерес на солнечные устройства стабильно увеличивается. Востребованы они среди народных мастеров, стремящихся направить все разновидности природной энергии в полезное русло.
Части ложатся на стекло подложкой кверху и соединяются между собой и диодами согласно избанной схеме последовательно-параллельного подсоединения. Для фиксирования фотоэлементов на месте, а еще закрепления проводников и диодов можно применять пропускающий свет термоклей или бескислотный уксусный герметик.
После того, как все фотоэлементы расположены, закреплены и спаяны, к выводам припаивается намного толстый силовой кабель – в нашем случае достаточно будет сечения 1,5 мм2. Он пропускается через отверстие в рамке, которую легче всего сделать из пропитанной олифой рейки из дерева. Метод закрепления стекла в рамке бывает очень разным:

• Укладка в паз с дальнейшим закреплением штапиком (наподобие тому, как это выполняется в рамах окон);
• Расположение между 2-мя рамками с дальнейшей их стяжкой шурупами;

Во всяком случае, беря во внимание предрасположенность дерева «дышать», необходимо использовать при укладе стекла незатвердевающий герметик.
Взамен дерева можно применять намного улучшенные материалы при их общедоступности: металлический уголок, металлический профиль, применяющийся во время изготовления стеклопакетов и так дальше.
Стыки конструкции рамки, а еще точка вывода проводов нужно дополнительно залить герметиком. После вторичной проверки всех соединений залейте фотоэлементы прозрачным лаком, чтобы полностью загерметизировать и скрепить сборку. После высушивания лака к рамке можно закрепить тыльную стенку из любого оптимального материала, лучше всего из полимерного материала наподобие прозрачного пластика. Пространство между стенкой и залитыми фотоэлементами наиболее целесообразно залить доступным компаундом, к примеру – смолой на эпоксидной основе.
Крепить получившуюся батарею, беря во внимание ее очень большую массу, нужно как минимум в четырех углах рамки. Оптимальный способ усиления конструкции – собрать вторую рамку из уголка из стали так, чтобы фотоэлектрическая батарея очень плотно встала в нее, а потом шурупами скрепить их вдоль периметра.
Самый лучший вариант стационарного локации батареи – горизонтальный или с меньшим уклоном для слива осадков. В таком случае «электростанция» станет иметь самый большой КПД в 12 часов дня, когда влияние погоды и сторонних помех на мощность падающего излучения солнца минимально. Самую большую токоотдачу в течение долгого времени можно обеспечить, предусмотрев возможность наклона панели вдоль хода солнечного света хотя бы вручную.
Когда проводишь взглядом по загадочно звучащим названиям узлов, входящих в состав системы питания светом солнца, приходит мысль о супертехнической трудности устройства.
На микроуровне жизни фотона это так. А воочию общая схема электрической цепи и принцип ее действия смотрятся весьма даже просто. От светила небесного до «лампочки Ильича» всего 4-ре шага.

Солнечные модули – первая составная часть электростанции. Это тонкие с прямыми углами панели, собранные из конкретного числа типовых пластин-фотоэлементов. Изготовители выполняют фотопанели разными по электрической мощности и напряжению, кратному 12 вольтам.

Фотоэлектрические панели применяются в регионах с невысоким количеством пасмурных дней, используют их в качестве основополагающего или дополнительного поставщика энергии

Имеет смысл в сооружении системы фотоэлектрических панелей в районах с малоразвитой сферой услуг, которые еще не подключены к центральным электрическим сетям

Летом на участке на даче солнечные приборы обеспечат энергетикой электрические приборы и отопительную систему

Аппаратура для контроля работы и регулировки фотоэлектрических батарей много места не займет, в большинстве случаев включает преобразователь напряжения, контроллер и АКБ

Если на участке есть свободная, хорошо освещенная площадка, электростанцию работающую от солнца можно разместить на ней

При серьезной защите от атмосферного негатива устройства управления и контроля работы фотоэлектрические панели можно располагать на улице

Электростанцию работающую от солнца для приватного дома можно собрать из батарей производственного производства

Намного более дешевой и фактически равной по продуктивности будет фотоэлектрическая панель, собранная собственными руками из кремниевых пластин

Установка фотоэлектрических батарей на скатах крыши

Монтаж на террасах, крытых террасах, балконах мансард

Гелиосистема на покатой крыше пристройки

Блок расположенный внутри солнечной мини электростанции

Расположение на свободной площадке участка

Сооруженный на улице блок аппаратуры для батареи

Сборка фотоэлектрической батарее из готовых батарей

Изготовление фотоэлектрические панели собственными руками
Устройства плоской формы комфортно размещаются на открытых для прямых лучей поверхностях. Блоки модулей соединяются с помощью обоюдных подключений в гелиобатарею. Задача батареи преобразовывать получаемую солнечную энергию, выдавая постоянный ток заданной величины.
Устройства накопления электрического заряда – аккумуляторы для фотоэлектрических панелей известны всем. Роль их в середине системы энергоснабжения от солнечных лучей традиционна. Когда бытовые потребители подключены к централизованной сети, энергонакопители запасаются электротоком.

Они тоже аккумулируют его остатки, если для обеспечения расходуемой электрическими приборами мощности достаточно тока солнечного модуля.
Аккумуляторный блок отдает цепи нужное кол-во энергии и поддерживает постоянное напряжение, как только употребление в ней увеличивается до очень высокого значения. То же происходит, к примеру, ночью при неработающих фотопанелях или во время малосолнечной погоды.

Схема энергообеспечения дома при помощи фотоэлектрических панелей выделяется от вариантов с коллекторами возможностью собирать энергию в аккумуляторе
Контроллер – электронный арбитр между солнечным модулем и аккумуляторами. Его роль настраивать уровень заряда батарей аккумулятора. Прибор не допускает их закипания от перезарядки или падения электрического потенциала ниже конкретной нормы, нужной для стойкой работы всей гелиосистемы.
Переворачивающий, так буквально поясняется звучание термина преобразователь напряжения для фотоэлектрических панелей. Да, ведь в действительности, этот узел создает роль, когда-то казавшуюся электротехникам фантастикой.

• Оборудование для отопления – котел (газовый, жидко- или твердотопливный), печь, камин.
• Закрытый контур в виде трубопровода , обеспечивающий непрерывную циркуляцию нагретого и остывшего носителя тепла (антифриза).
• Приборы отопления – железные ребристые, панельные или гладкотрубные отопительные приборы, конвекторные обогреватели, магистрали из труб теплых гидравлических полов.
• Арматура запорная , которая нужна для выключения некоторых приборов или линий системы для работ по ремонту и обслуживания;
• приборы для регулировки и контроля за работой системы (расширительный бак, прибор для определения величины давления, клапаны сброса и др.).
• Циркулярные насосы , используемые для создания принудительной подачи носителя тепла, иногда для обеспечения стабильного давления в системе ставится повысительный насос.

Пиковая нагрузка и среднее за сутки потребление энергии

Удовольствие иметь свою гелиостанцию стоит пока немало. Первая ступень на пути к владения могуществом солнечной энергии – обозначение благоприятной высокой нагрузки в киловаттах и рационального среднего за сутки потребления энергии в киловатт-часах домашнего или загородного хозяйства.
Пиковая нагрузка создается необходимостью включения сразу нескольких электоприборов и определяется их самой большой суммарной мощностью с учетом завышенных пусковых параметров некоторых из них.
Подсчет предела используемой мощности дает возможность обнаружить, жизненно необходима одновременная работа каких электробытовых приборов, а которых не очень. Такому критерию подчиняются мощностные характеристики узлов электростанции, другими словами итоговая цена устройства.

Суточное потребление энергии электрического прибора измеряется произведением его индивидуальной мощности на определенный период времени, что он проработал от сети (потреблял электрическую энергию) в течении 24 часов. Общее среднее за сутки потребление энергии рассчитывается как сумма израсходованной энергии электричества каждым потребителем за суточный период.

Дальнейший анализ и оптимизация полученных данных о нагрузках и потреблении энергии обеспечивают необходимую комплектацию и дальнейшую работу солнечной энергосистемы с небольшими затратами
Результат энергопотребления помогает правильно подойти к расходу солнечного электричества. Итог вычислений важен для последующего расчета емкости аккумуляторов. От данного параметра цена аккумуляторного блока, немало стоящего компонента системы, зависит намного больше.

Порядок расчета энергетических критериев

Процесс вычислений в прямом смысле начинается с в горизонтальном положении размещенного, в клеточку, развернутого тетрадного листа. Легкими карандашными линиями из листка выходит бланк с тридцатью графами, а строками по количеству домашних электробытовых приборов.
Первая колонка чертится классическая – порядковый номер. Второй столбик – название электрического прибора. 3-ий – его индивидуальная мощность потребления.
Столбцы с 4-го по двадцать седьмой – часы суток от 00 до 24. В них через горизонтальную дробную черту заносятся:

• в числитель – рабочее время прибора в период определенного часа в десятичном виде (0,0);
• в знаменатель – вновь его индивидуальная мощность потребления (это повторение необходимо для подсчета часовых нагрузок).

Двадцать восьмая колоночка – общее время, которое работает домашнее устройство в течении 24 часов. В двадцать девятую – записывается персональное потребление энергии прибора в конечном итоге перемножения индивидуальной используемой мощности в рабочее время за суточный период.

Составление развернутой спецификации потребителей с учетом почасовых нагрузок поможет оставить больше обыкновенных приборов, благодаря их правильному применению

Тридцатая колонка тоже обычная – примечание. Она понадобится для промежуточных подсчетов.
Другой этап расчетов – превращение тетрадного бланка в спецификацию бытовых потребителей электрической энергии. С первой колонкой ясно. Тут проставливаются порядковые номера строк.
В другом столбике вписуются наименования потребителей энергии. Рекомендуется начинать заполнение электрическими приборами прихожей. Дальше описываются прочие помещения против или по часовой стрелке (кому насколько уютно).
Если есть второй (и т.д.) этаж, процедура та же: от лестницы – вкруговую. При этом необходимо помнить про приборы на пролетах лестниц и освещение на улице.
Третью графу с указыванием мощности напротив названия каждого электроприбора лучше заполнять заодно со второй.

Столбцы с 4-го по двадцать седьмой соответствуют всякий собственному часу суток. Для комфорта их сразу можно прочеркнуть горизонтальными линиями в середине строк. Полученные верхние половины строчек – как бы числители, находящиеся снизу – знаменатели.
Эти столбцы заполняются построчно. Числители выборочно оформляются как временные интервалы десятичного формата (0,0), отражающие рабочее время данного электрического прибора в тот или другой определенный часовой период. Параллельно там, где проставливаются числители, вписуются знаменатели с параметром мощности прибора, взятой из третьей графы.
Как только все часовые столбцы наполнены, переходят к подсчетам индивидуального суточного времени работы электробытовых приборов, двигаясь по строчкам. Результаты крепятся в надлежащих ячейках двадцать восьмой колоночки.

В случае, когда электростанция работающая от солнца играет вспомогательную роль, чтобы система не работала попусту, часть нагрузки можно присоединить к ней на постоянное питание

На основе мощности и времени работы постепенно вычисляется суточное потребление энергии всех потребителей. Оно отмечается в ячеях двадцать девятого столбика.

Когда все строки и столбы спецификации наполнены, делают расчеты итогов. Складывая пографно мощности из знаменателей часовых столбцов, получают нагрузки каждого часа. Просуммировав сверху вниз индивидуальные суточные потребления энергии двадцать девятой колоночки, находят общее среднее за сутки.

Расчет не включает свое употребление будущей системы. Данный момент принимается во внимание дополнительным показателем при дальнейших итоговых вычислениях.
Если питание от гелиоэлектростанции предполагается как резервное, информацию о почасовых потребляемых мощностях и об общем среднем за сутки потреблении энергии помогают уменьшить расход дорогого солнечного электричества.
Этого добиваются, исключая из пользования энергоемкие потребители до момента восстановления централизованного электрического снабжения, тем более в часы самых больших нагрузок.
Если солнечная энергосистема проектируется как источник постоянного электрообеспечения, тогда результаты часовых нагрузок выдвигаются вперед. Важно так распределить использование электричества в течении 24 часов, чтобы убрать гораздо доминирующие максимумы и сильно проваливающиеся минимумы.
Исключение высокой, разравнивание самых больших нагрузок, удаление резких провалов потребления энергии во времени дают возможность выбрать наиболее варианты класса эконом узлов солнечной системы и предоставляют стабильную, основное, безаварийную долгосрочную работу гелиостанции.

График раскроет неравномерность потребления энергии: наша задача – сдвинуть максимумы на определенный период времени самой большой активности солнечного света и сделать меньше общий расход в сутки, особенно ночной.
Представленный чертеж показывает превращение полученного на основе составленной спецификации нецелесообразного графика в подходящий. Критерий суточного употребления снижен с 18 до 12 кВт/ч, средняя за сутки почасовая нагрузка с 750 до 500 Вт.

Аналогичный принцип оптимальности пригодится при эксплуатации варианта питания от солнечных лучей в качестве запасного. Излишне тратиться на увеличение мощности солнечных модулей и батарей аккумулятора ради некоторого временного неудобства, возможно не стоит.

Типы подсоединения отопительных приборов

Используя последовательную схему монтажа фотоэлектрических панелей, чтобы не уменьшить рабочую эффективность устройств, все панели общей цепи нужно разместить под одним углом и на одной плоскости.
Если же панели будут находиться в самых разных плоскостях, это способно привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее размещенных немного подальше.
Это означает, что ближняя панель будет вырабатывать электричество, часть которого будет отступать для нагревания дальних панелей. И причина прячется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы уменьшить потери, для любой панели лучше применять отдельный контроллер.

Ключевые условия при задействовании контроллера – мощность подключаемых панелей более 1 кВт и отдаленность между батареями на очень большое расстояние
Разрешить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают в середине между пластинами. За счёт этого, выдавая самый большой параметр мощности, пластины не перегреваются.

Большое значение имеет и падение напряжения в соединениях, а еще самих проводах низковольтной части системы.

Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода, красным указывающая параметры, при которых появляется риск сильного пожароопасного нагрева
Как пример послужит тот момент, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока критерием 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может изменяться в границах от 0,1 до 0,3 В.
Схема подсоединения дизайн радиаторов выбирается исходя из избанной структуры отопительные системы, удобства прокладки и обслуживания, а еще свойств интерьера.
1 — Двухтрубная разводка. 2 — Однотрубная разводка
На рисунке показаны ключевые варианты присоединения отопительных приборов, отличительные для вертикальных систем.
А — боковое подключение; Б — диагональное; В — нижнее одключение

Анализ схем, которые наиболее постоянно встречаются в горизонтальных системах, показывает, что вид подсоединения отопительных приборов оказывает серьезное воздействие на результативность отдачи тепла. Перед тем, как отдавать преимущество более хорошему в монтаже варианту, необходимо тщательно обдумать, готовы ли вы пожертвовать частью дорогого тепла.
Как видно из всего, изложенного выше, выбор схемы отопления водяного типа для приватного дома связан с необходимостью подробного анализа большинства вариантов. Не считая описанных главных разновидностей, есть ещё более полная классификация. Консультация мастера профессионала поможет быстрее определиться во всём разнообразии, взять во внимание присущие невидимые моменты и достигнуть самых лучших результатов.

Выбор узлов гелиоэлектростанции

База панели – это сборка фотоэлементов. Так как для получения достаточной мощности нам потребуется очень большое их кол-во, необходимо рассмотреть самые дешевые источники, в роли которых классически выступают Ebay и Aliexpress. Необходимый товар ищется по запросу “solar cell”.
Примерно готовая тонкопленочная сборка под напряжение 12 В и ток 100 мА стоит в Китае около 200-300 рублей, ее размеры составят около 85?115 мм. Можно повстречать также как меньшие сборки (на 5, 6 вольт), так и отдельные фотоэлементы (их напряжение эксплуатации – 0,5 В). Во всяком случае их нужно будет сочетать, дабы получить необходимое напряжение и мощность. Для этого будет нужно скомпоновать методичное и параллельное подключение фотоэлементов.

• Соединяя фотоэлементы постепенно, мы не изменяем самый большой ток, который может отдать сборка, но увеличиваем напряжение на ее выходах: например, сборка из 6 поликристаллических фотоэлементов (напомним, напряжение эксплуатации каждого – 0,5 В) будет выдавать 3 В.
• Соединяя фотоэлементы параллельно, мы увеличиваем токоотдачу сборки, сохраняя ее напряжение эксплуатации. При этом важно, чтобы каждая секция имела одинаковое кол-во компонентов.

На приведенном выше рисунке отображен принцип соединения фотоэлементов. Любой из них имеет напряжение в 0,5В; сборка из 2-ух фотоэлементов SB2 и SB3 выдаёт нам 1В, сборка из трех – 1,5В, параллельное подключение второй части не изменяет напряжение.
Также по схеме видно, что любая из параллельно скреплённых секций подсоединена к нагрузке через диод. Это нужно для того, во избежание потери тока через менее освещенные части (к примеру, половину батареи закрыла тень), а еще не дать аккумуляторам разряжаться ночью. Для обеспечения самого большого КПД нам потребуются диоды с очень маленьким прямым падением напряжения (говоря иначе диоды Шоттки). Их необходимо подыскивать с учетом полуторакратного запаса по обратному напряжению и току.
При подборе фотоэлементов предпочтите уже имеющие готовые площадки для пайки, сборка панели в таком случае будет намного легче. Также можно заметить в продаже фотоэлектрические панели без площадок для пайки: их необходимо собирать с применением проводящих ток шин из медной фольги, это менее хороший способ.

Итак, сформировавшись с типом применяемых компонентов, можно приступать к расчету конструкции панели. К примеру, мы подобрали сборку из одиночных (0,5В) фотоэлементов с минимальным током 100 мА, рассчитывая на зарядку аккумулятора 12В током до 6 А. Поэтому, нам понадобится 6/0,1=60 секций по 12/0,5=24 фотоэлемента, в итоге 1440 фотоэлементов. Также потребуется 60 барьерных диодов.
Сами фотоэлементы потребуется расположить под прозрачным листом, который станет оберегать их от повреждений от механических факторов. Лучше применять толстое (3-4 мм) минеральное стекло, а не органическое, так как, не обращая внимания на большую массу и стоимость, оно не становится мутным и не царапается.
60 подобных секций разумнее всего разместить в порядке 5х12, аналогичным образом общие размеры панели составят 1060х1296 мм. При этом необходимо принимать во внимание припуск на борты панели в зависимости от их конструкции.
На видео показан процесс постройки с комментариями
Для упрощения расчетов будет рассматриваться версия использования фотоэлектрические панели как ключевого для дачи источника электроэнергии. Потребителем выступит символический домик за городом в Рязанской области, где регулярно проживают с марта по сентябрь.
Наглядности рассуждениям дадут практические вычисления, основывающиеся на данных опубликованного выше рационального графика почасового потребления энергии:

• Общее среднее за сутки потребление энергии = 12 000 ватт/час.
• Средняя нагрузка употребления = 500 ватт.
• Самая большая нагрузка 1200 ватт.
• Пиковая нагрузка 1200 х 1,25 = 1500 ватт ( 25%).

Значения понадобятся в расчетах суммарной емкости солнечных приборов и других параметров работы.

Внутреннее рабочее напряжения всякой гелиосистемы базируется на кратности 12 вольтам, как самого популярного номинала батарей аккумулятора. Довольно широко узлы гелиостанций: солнечные модули, контроллеры, преобразователей напряжения – выпускаются под востребованные напряжения 12, 24, 48 вольт.

Более большое напряжение дает возможность применять питающие провода меньшего сечения – а это очень высокая надежность контактов. С другой стороны, вышедшие из строя аккумуляторы сети 12В, можно будет менять по одному.
В 24-вольтовой сети, анализируя эксплуатационную специфику батарей аккумулятора, придется делать замену только парами. Сеть 48V попросит смены всех четырех батарей одной ветви. Более того, при 48 вольтах уже есть опасность удара электричеством.

При одинаковой емкости и ориентировочно равной цене необходимо покупать аккумуляторы с самой большой допустимой глубиной разряда и более самым большим током
Основной выбор номинала внутренней разности потенциалов системы связан с мощностными свойствами выпускаемых сегодняшней промышленностью преобразователей напряжения и должен предусматривать величину высокой нагрузки:

• от 3 до 6 кВт – 48 вольт,
• от 1,5 до 3 кВт – равён 24 или 48V,
• до 1,5 кВт – 12, 24, 48В.

Подбирая между надежностью проводки и неудобством замены аккумуляторов, для нашего примера остановимся на надежности. В дальнейшем будем отталкиваться от рабочего напряжения рассчитываемой системы 24 вольта.

Рсм = ( 1000 * Есут ) / ( к * Син ),

• Рсм = мощность фотоэлектрические панели = общаяя мощность солнечных модулей (панелей, Вт),
• 1000 = принятая светочувствительность фотоэлектрических преобразователей (кВт/м?)
• Есут = необходимость в суточном потреблении энергии (кВт*ч, в нашем примере = 18),
• к = сезонный показатель, учитывающий все потери (лето = 0,7; зима = 0,5),
• Син = табличное значение инсоляции (потока радиации солнца) при оптимальном наклоне панелей (кВт*ч/м?).

Выяснить значение инсоляции можно у региональной метеорологической службы.

Подходящий наклонный угол фотоэлектрических батарей равён значению широты местности:

• весной и осенью,
• плюс 15 градусов – во время зимы,
• минус 15 градусов – летом.

Рассматриваемая в нашем примере Рязанская область находится на 55-й широте.

Самая большая мощность фотоэлектрических панелей достигается применением систем слежения, сезонным изменением наклонного угла панелей, использованием смешанного дифферента модулей
Рсм = 1000 * 12 / ( 0,7 * 4,73 ) ? 3 600 ватт.
Если брать за основу фотоэлектрические панели 100-ваттные модули, то потребуется их 36 штук. Будут весить они килограмм 300 и займут площадь размером где нибудь 5 х 5 м.

Выверенные в действительности схемы крепления и варианты подсоединения фотоэлектрических панелей приведены тут.
Выбирая аккумуляторные батареи, необходимо руководствоваться постулатами:

1. НЕ подойдут для этой цели обыкновенные автомобильные аккумуляторы. Батареи электростанций работающих от солнца маркируются надписью «SOLAR».
2. Покупать аккумуляторы следует только одинаковые по всем показателям, лучше всего, из одной заводской партии.
3. Помещение, где размещается аккумуляторный блок, должно быть тёплым. Комфортная температура, когда батареи предоставляют всю мощность = 25?C. При ее снижении до -5?C емкость аккумуляторов станет меньше на 50%.

Если взять для расчета показательный аккумулятор напряжением 12 вольт емкостью 100 ампер/час, нетрудно подсчитать, весь час он сможет обеспечить энергетикой потребителей суммарной мощностью 1200 ватт. Однако это при полной разрядке, что очень нежелательно.

Для долгой работы батарей аккумулятора НЕ рекомендуется уменьшать их заряд ниже 70%. Максимальная цифра = 50%. Принимая за «оптимальную середину» число 60%, ложим в основу дальнейших вычислений энергозапас 720 Вт/ч на каждые 100 А*ч емкостной составляющей аккумулятора (1200 Вт/ч х 60%).

Возможно, покупка одного аккумулятора емкостью 200 А*ч обойдется не дорого приобретения 2-ух по 100, да и кол-во контактных соединений батарей станет меньше

Сначала ставить аккумуляторы нужно 100% заряженными от стационарного источника тока. Аккумуляторные батареи должны полностью закрывать нагрузки темного времени суток. Если не повезет с погодой, поддерживать заданные параметры системы и днем.
Важно взять во внимание, что переизбыток аккумуляторов приводит к их постоянному недозаряду. Это существенно снизит служебный срок. Наиболее правильным решением видится укомплектование блока батареями с энергозапасом, достаточным для покрытия одного суточного потребления энергии.
12 000 / 720 * 100 = 2500 А*ч ? 1600 А*ч
В итоге для нашего примера потребуется 16 аккумуляторов емкостью 100 или 8 по 200 А*ч, подключенных последовательно-параллельно.

Правильный выбор контроллера заряда батарей аккумулятора (АКБ) – задача очень специфичная. Его входные параметры должны подходить подобранным солнечным модулям, а анодное напряжение – внутренней разности потенциалов гелиосистемы (в нашем примере – 24 вольта).

Хорошему контроллеру обязательно надлежит обеспечивать:

1. Многоступенчатый заряд АКБ, кратно расширяющий их срок эффектной службы.
2. Автоматическое обоюдное, АКБ и фотоэлектрические панели, подключение-отключение в корреляции с зарядом-разрядом.
3. Переподключение нагрузки с АКБ на фотоэлектрическую панель и наоборот.

Этот маленькой по размеру узел – весьма важный элемент.

Если часть потребителей (к примеру, освещение) перевести на прямое питание 12 вольт от контроллера, преобразователь напряжения понадобится менее мощный, значит не дорогой

Соединение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя применять электрическую энергию от солнечных лучей одновременно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему включения выполняют немного другой. И главная причина подобного решения в том, что у приватного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.
А это провоцирует скачки напряжения продолжительностью до одной секунды.

При соединении солнечной электрической энергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подсоединяется, тем труднее становится схема
Согласно вышеприведенной схеме, напряжение от гелиополя в первую очередь направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и подается на нагрузку.
Проектируя такой способ монтажа в расчет нужно брать два варианта нагрузки:

• не резервируемая – свет в доме, домашняя техника и др.;
• резервируемая – освещение аварийного типа, холодильник, электробойлер.

Учтите: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в независимом режиме резервируемые электрические приборы.

Выбирая подобный вариант генерации энергии в сеть, готовьтесь к тому, что придется оформлять разрешение в здешних энергосетях.

Не обращая внимания на то, что преобразователей напряжения для фотоэлектрических панелей вырабатывают напряжение, качество которого иногда выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электрический счетчик вращался назад.
Поэтому по схеме солнечные преобразователей напряжения прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Рассмотренные пошаговые практические приемы расчетов, главный принцип результативной работы сегодняшней солнечной панельной батареи в составе домашней независимой гелиостанции смогут помочь хозяевам и дома больших размеров многолюдного района, и летнего домика в глуши получить энергетическую суверенность.
В интересных видеороликах представлена полезная информация о схемах, составных частях, монтаже жидкостных систем обогрева, а еще о собственном опыте монтажа.
Совет всем, кто желает своими руками обустроить непростую систему отопления в доме за городом: при создании проекта обязательно посоветуйтесь с профессионалом, чтобы после того как провели монтажные работы не соприкоснуться с непредвиденными обстоятельствами. Сантехники помогут подобрать надежное оборудование, подскажут более эффективную схему разводки, сделают правильные расчеты, а результатом станут уют и домашнее тепло.

Естественно, своими силами изготовленный солнечный коллектор не сможет конкурировать с промышленными моделями. Применяя подручные материалы, не легко достичь большого КПД, которым обладают промышленные образцы. Но и затраты в финансовом плане будут намного меньше в сравнении с приобретением готовых установок.
Но все таки, рукодельная солнечная система обогрева значительно увеличит уровень удобства и уменьшит затраты на энергию, которая вырабатывается классическими источниками.
Авторы материала, который предъявлен ниже, распределяются личным опытом и разбирают невидимые моменты монтажа гелиопанелей.
Абсолютно ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими системными элементами нет. Однако для начинающего мастера процесс может стать трудным. По этому если нет опыта в расчетах и способностей монтажа необходимо обратиться к профессионалу, владеющему специальными способностями.

Сделать фотоэлектрическую панель собственными руками – не легкая задача. КПД большинства подобных батарей меньше, чем у панелей товарного производства на 10-20%. Очень важное на конструкторском уровне фотоэлектрические панели – правильно подобрать и установить фотоэлементы.

Не стоит пытаться сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте в первую очередь соорудить маленький прибор, чтобы понимать все тонкости данного процесса.