Солнечные батареи для квартиры на балконе: Солнечные батареи на балконе своими руками

Солнечные батареи для квартиры на балконе: Солнечные батареи на балконе своими руками

Содержание

Солнечная батарея на балконе, опыт использования / Хабр

Привет Geektimes. Данная статья является продолжением предыдущей части, про туристическое зарядное устройство «Anker Solar 21Вт». Идея использования солнечной батареи для зарядки разных гаджетов мне показалась весьма перспективной, но конечно, 21Вт в качестве универсальной зарядки мало — хочется иметь возможность заряда не только в солнечную погоду, а для этого нужен запас по мощности. Поэтому были куплены полноценные солнечные панели и начаты эксперименты с ними.
Что из этого получилось, подробности под катом.

Железо

1. Солнечная панель

Тут есть разные варианты, но на балконе основным ограничением является наличие свободного места. Для понимания порядка цен, батарея на 50Вт стоит примерно 5000руб и выглядит так:

Размеры панели в мм — 540x620x30, вес 4кг.

Балконы по размеру бывают разные, исходя из габаритов панелей, вполне без проблем можно поместить 2 или 4 штуки, больше уже не влезет. Для теста было куплено 2 панели по 50Вт. Такая батарея дает около 18В под нагрузкой или 24В без нее, значит при использовании 2х батарей нужно рассчитывать на суммарное напряжение до 50В (к примеру многие dc-dc преобразователи штатно работают до 30В). Можно соединить батареи и параллельно, но тогда потери из-за длины проводов будут чуть выше.

2. Контроллер

Здесь есть 2 варианта:

— Солнечные панели + контроллер + аккумулятор

Это классическая конструкция: контроллер заряжает аккумулятор когда есть солнце, пользователь когда ему надо, эту энергию использует.

Преимуществ у данной системы несколько:

— энергией можно пользоваться когда угодно, а не только когда светло,

— возможность подключения инвертора и получения на выходе 220В,

— как бонус, резервный источник в доме на случай отключения электричества.

Недостаток один: использование аккумулятора большой емкости в корне убивает экологичность идеи данного мероприятия. Число циклов заряда/разряда аккумуляторов ограничено, они не любят переразряд, к тому же и аккумуляторы и контроллеры довольно-таки дорогие. Цена контроллера составляет от 1000р за самую дешевую ШИМ-версию, до 10000-20000р за более дорогую (и эффективную) версию с поддержкой MPPT (что такое MPPT можно почитать здесь). Цена аккумулятора составляет от 5000р за обычный гелевый аккумулятор на 40-50А*ч, некоторые используют батареи LiFePo4, они разумеется дороже.

— Grid-tie инвертер

Эта технология наиболее перспективна на данный момент.

Суть в том, что конвертор преобразует и отдает энергию сразу в домашнюю электросеть. При этом потребляемая от общей сети энергия уменьшается, домовой электросчетчик фиксирует меньшие показания.

В идеале, если солнечные панели дают достаточно энергии для всех потребителей, значение на электросчетчике вообще не будет расти. А если потребление квартиры/дома меньше, чем выработка солнечных панелей, то счетчик будет фиксировать «экспорт» энергии, что должно учитываться компанией-поставщиком электричества. В России правда такая схема пока не работает — более того, большинство старых электросчетчиков считают энергию «по модулю», т.е. за отдаваемую энергию еще и придется платить. Вроде в 2017 году вопросы микрогенерации на законном уровне обещали начать решать. Но впрочем для панелей на балконе все это имеет лишь теоретический интерес — их выработка слишком мала.

Цена grid-tie инвертора составляет от 100$, в зависимости от мощности. Отдельно стоит отметить микроинветоры — они ставятся прямо на батарею, и отдают сразу сетевое напряжение, однако рекомендуемая мощность панелей составляет не менее 200Вт. Инвертор крепится прямо на задней стенке солнечной панели, это позволяет соединять их так:

Но для балкона это разумеется, неактуально.

Тестирование

Первым делом было интересно выяснить, какую реальную мощность можно получить с солнечных панелей. Для этого за 15$ была куплена плата АЦП ADS1115 для Raspberry Pi:
Использовать ее просто, входное напряжение делится делителем и подается на аналоговый вход, на выходе имеем цифровые значения. Исходники для работы с АЦП можно взять здесь. Также был куплен датчик тока ACS712, датчик напряжения был сделан из кучки резисторов (дома нашлись только одного номинала). В качестве нагрузки была установлена обычная лампочка на 100Вт. Разумеется, от 48 вольт она не горела (лампочка расчитана на 220В), а лишь еле-еле светилась. Сопротивление спирали составляет 42 Ома, что по напряжению позволяет примерно оценить мощность (хотя у лампы накаливания сопротивление нелинейно, но для грубой прикидки сойдет).

Первая тестовая версия выглядела так:

Технофетишистам не смотреть!

Исходник был допилен, чтобы данные и текущее время сохранялись в CSV, также на Raspberry Pi был запущен web-сервер, чтобы скачивать файлы по локальной сети.

Результаты за обычный вполне ясный день с переменной облачностью выглядят так:

Видно что пик напряжения приходится на раннее утро, что есть следствие неправильной установки панелей — в идеале они не должны стоять вертикально.

А вот так выглядит «провал» в день, когда набежали тучи, и пошел дождь:

Учитывая напряжение в 44В и сопротивление нити накала лампы в 42Ома, можно грубо прикинуть (нелинейность сопротивления лампы игнорируем), что в лучшем случае получаемая мощность P = U*U/R = 46Вт. Увы, КПД 100-ваттной панели при вертикальной установке не очень хорош — солнечные лучи падают на панель не под прямым углом. В худшем случае (пасмурно, дождь) мощность падает даже до 10Вт. Зимой и летом суммарная получаемая энергия также будет отличаться.

Опыт с отдачей энергии напрямую в сеть оказался неудачным: 500-ваттный инвертер от 45 ватт просто не заработал. В принципе это было ожидаемо, так что инвертор оставлен на будущее до переезда на место с балконом побольше.

В итоге, учитывая решение отказаться от буферных аккумуляторов, единственным рабочим вариантом оказалось использование dc-dc конверторов напрямую: к примеру вот такой конвертер может заряжать любые USB-девайсы, на его выходе уже есть и USB-разъем:

Есть модели чуть подороже, они имеют больший максимальный ток и большее число USB-разъемов:

Есть мысль также найти dc-dc-конвертер для зарядки ноутбука, их выбор на eBay весьма велик.

Заключение

Данная система имеет экспериментальный характер, но в целом можно сказать что оно работает. Как видно по графику, примерно с 7 утра и до 17 вечера отдаваемая панелями мощность более 30Вт, что в принципе не так уж плохо. В совсем пасмурную погоду результаты разумеется хуже.

Об экономической целесообразности речи разумеется не идет — при выработке 40Вт*ч по 7 часов, за неделю будет выработано 2КВт*ч. Окупаемость в ценах своего региона каждый может прикинуть самостоятельно. Вопрос разумеется не в цене, а в получении опыта, что всегда интересно.

Но куда девать энергию, вопрос пока открытый. Использовать 40Вт для зарядки USB-устройств это чересчур избыточно. На eBay есть grid tie инверторы на 300Вт с рабочим напряжением 10.5-28В, однако отзывов по ним мало, а тратить 100$ на тест не хочется. Если подходящее решение так и не найдется, можно считать что одна 50-ваттная панель является оптимумом для балкона — ею можно заряжать разные гаджеты, избыточность в этом случае минимальна.

По крайней мере, уже сейчас все домашние цифровые устройства (телефоны, планшет) переведены на «зеленую энергию» без особых хлопот. Есть мысль все-таки рассмотреть использование буферного LiFePo4 аккумулятора — но вопрос выбора и аккумулятора и контроллера пока открыт.

В дополнение: как подсказали в комментариях, можно использовать свинцовый аккумулятор, например автомобильный. Да, это действительно дешевый и работающий вариант, со 100-ваттной панелью будет достаточно примерно такого контроллера, ценой всего 10-20$ на eBay:

Фото
Гуглить по словам PWM Solar Charger.

Но это решение не совсем экологичное и не совсем интересное, поэтому в плане изучения технологий я его не рассматриваю. А если кому-то надо например, запитать видеокамеру на даче, то наверное вполне вариант.

Продолжение в следующей части. Краткую видео-версию также можно посмотреть в ролике на youtube.

PS: В комментарии просили выложить фото, в данный момент батареи выглядят так:

Фото

Такой размер панелей не мешает пользоваться балконом и в принципе не портит внешний вид. Также, как подсказали в комментариях, выгоднее покупать панели бОльшей мощности, оптимумом по цене являются панели на 150-200Вт, но их размещение чуть сложнее, и надо уже прикидывать габариты, поместится панель или нет. Также встает вопрос надежного крепежа.

Солнечные панели для квартиры

О целесообразности использования солнечных батарей для загородного дома в отсутствии центрального энергоснабжения и говорить не стоит. Такие системы полностью окупаемы и крайне экономичны, если сравнивать с генераторами, работающими на ископаемом топливе. А как же быть с квартирой? Насколько целесообразны солнечные панели для многоквартирных домов или отдельных квартир? Каковы особенности установки и эксплуатации подобных систем мы попробуем разобрать в этой статье.

Особенности установки и эксплуатации солнечных электростанций в многоквартирных домах

В последние годы стало крайне модно строить «Эко дома», в том числе многоэтажные комплексы с низким потреблением энергии, энергоэкономичным освещением на светодиодных лампах или геотермальном отоплении. Проснулся интерес людей и к солнечной энергии, как возобновляемому и бесконечному  источнику электрической энергии. Солнечные электростанции столь часто стали встречаться в пригородах мегаполисов и новостных СМИ, что вероятно не осталось ни одного человека, который хоть краем уха не слышал об этой технологии. Но использование новой технологии в высотных, многоквартирных комплексах подчас таит в себе много ограничений:

  • пространство, возможное для установки солнечного массива, как правило, слишком мало в отношении к потреблению энергии на квадратный метр площади здания;

  • затенения от рядом стоящих зданий;

  • высокая первоначальная стоимость оборудования,

Все это делает невозможным внедрение солнечных систем в уже существующую инфраструктуру. Ведь обосновать  каждому жителю многоквартирного дома стоимость внедрения новинки подчас невозможно. Поэтому  на практике «солнечные дома» проектируют еще задолго до того, как они буду возведены, подбирая места расположения и инфраструктуру, наиболее удовлетворяющую требованиям систем энергообеспечения. На  этапе проектирования инженеры продумают все нюансы, максимально снижая будущие энерго- затраты жильцов. Или солнечные панели устанавливают в домах для обеспечения общих нужд, таких как:

  • освещение подъездов и близлежащих территорий;

  • питание системы безопасности и связи;

  • бесперебойное энергоснабжение электрики котельных и прочие системы общего пользования.

Обосновать такие системы значительно проще, а затраты на их первоначальную установку, как правило ниже и окупаются быстрее, принося пользу каждому жильцу.

Третий вариант применения фотоэлектрических элементов в многоквартирных домах – индивидуальные системы резервного энергоснабжения, установленные жильцами отдельных квартир для собственных нужд. Как правило, проблемы, с которыми сталкиваются владельцы квартир, мечтающие о солнечных электростанциях, имеют самый широкий спектр:

  • невозможность установки системы на крыше здания по причине отказа управляющей компании;

  • отсутствие окон и соответственно прилегающих стен (иногда балконов) ориентированных на юг;

  • затенения от деревьев и близлежащих зданий, и как результат, ограниченные площади для размещения массива солнечных батарей;

  • запрет управляющих компаний на монтаж постороннего оборудования на фасад дома;

  • прочие ограничения по установке остальных компонентов оборудования.

Но, несмотря на длинный список ограничений, находчивые жильцы многоэтажных домов все же устанавливают резервные системы, лаконично вписывающиеся в дизайн высотных многоэтажек. 

Нестандартный дизайн балкона или мини-электростанция в квартире?

Балкон, расположенный на юг и радиотехническое образование владельца этой квартиры предопределили будущее её жильцов. Теперь им не страшны временные отключения или перебои в электросети. А счета за свет будут мелькать меньшими цифрами. Ведь на балконе этой квартиры, вместо привычных ПВХ панелей — стоят солнечные батареи.

Четыре монокристаллические солнечные панели идеально вписались в каркас обычного балкона, заменив не функциональные его элементы. Ориентированные почти строго на юг, они не затенены рядом стоящими домами, и вырабатывают почти максимум возможной энергии. При этом батареи не нарушают общий дизайн здания, не бросаясь в глаза и лаконично сосуществуя с другими элементами дома.

Летом такая система вырабатывает  1. 0 -1.5 кВтч в сутки и может обеспечивать энергией небольшой холодильник или энергосберегающее освещение квартиры. Зимой, когда инсоляция в значительной степени падает, система будет выполнять функцию «бесперебойника»,  при отключении сетевого электричества.

Вернуться к другим проектам…

Использование солнечных батарей для обогрева балкона

Не секрет, что освещение и отопление помещений, домов, балконов самая затратная статья в расходах на коммунальные услуги. Эта тема давно интересует людей, любителей искать новые способы экономии денег. Есть ли возможность снизить эти расходы? Есть ли альтернатива обычным вариантам потребления энергии? Да, если привлечь к этому силы природы, а точнее – использовать солнечную энергию. Для этого были изобретены еще в 50-е годы прошлого столетия солнечные батареи.

Содержание статьи

Солнечные батареи на балконе

Владельцам частных домой проще, так как обустройство на крыше площади под солнечные батареи это лучший вариант их расположения. Как же быть хозяевам квартир в многоэтажках? Один из вариантов — это устройство солнечных батарей на балконах для выработки энергии для освещения и отопления помещений.

Как работают солнечные батареи?

Фотоэлементы, или как еще их называют полупроводниковые устройства, преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток. Если соединить определенное количество фотоэлектрических преобразователей, получим солнечную батарею. Даже при небольшой облачности солнечные батареи вырабатывают достаточное количество энергии. Число используемых модулей зависят от расчетного потребления электричества. Продолжительность работы этой системы около 20-25 лет, а окупаются затраты на сооружение солнечных батарей несколько лет.

Плюсы и минусы использования солнечных батарей

Обычные балконы имеют средние габариты, поэтому модули для солнечных батарей должны быть как можно малыми по размеру, чтобы была возможность разместить их на балконе, и должны давать максимальное количество энергии.

В комплект системы для преобразования солнечной энергии входят:

— солнечная батарея,
— инвертор (преобразователь напряжения) высокой мощности,
— аккумулятор,
— система управления модулями.

Человек, имеющий элементарный познания в электрике, без проблем справится со схемой подключения модулей. Панели солнечной батареи устанавливаются снаружи балкона, для них не требуется особый уход и внимание. Но так как аккумуляторы не выдерживают низкие температуры, то важным моментом является утепление балкона. И, естественно, так как солнечные батареи преобразовывают солнечную энергию в электрическую, эту энергию можно использовать не только для освещения балконов, но и для дополнительного обогрева в зимний период.

Решив воспользоваться солнечными батареями, нужно четко рассчитать потребности в электроэнергии и возможности системы перерабатывать солнечное излучение. На случай форс-мажорных обстоятельств желательно оставить доступ к общепринятым источникам питания. К таким обстоятельствам относится уменьшение количества солнечного времени в осенне-зимне-весенний период. Также — наличие большого количества в доме точек потребления энергии: телевизоры, музыкальные центры, кухонная аппаратура, холодильники, микроволновки, электрочайники, стиральные машины, обогреватели воды и т.д.

Значит, в большинстве случаев солнечные батареи это не просто альтернативное, а точнее дополнительное использование электроэнергии для нужд человека.

Как уже говорилось выше, прежде чем решить устанавливать солнечные батареи на балконе, нужно учесть тот факт, что аккумуляторы не работают при пониженных и низких температурах, сохраненная энергия теряется впустую, значит помещение нужно остеклить и утеплить.

Для начала устанавливаем стеклопакеты. Утепляем балкон по всем правилам, принятым в том регионе, где Вы проживаете. В системе солнечных батарей самым объемным являются аккумуляторы. При оформлении дизайна балкона нужно это учесть и расположить аккумуляторы так, чтобы сэкономить внутреннее пространство.

Практичность и декоративность в использовании солнечных модулей

Сами накапливающие устройства солнечных батарей устанавливаются снаружи балкона, обычно по всей площади парапета и по верхней части балкона под потолком или в верхней части стеклопакетов. Фотоэлектрические панели бывают цветными и могут иметь различный уровень прозрачности. Эти модули играют роль не только преобразователей энергии, но и роль дизайнерской изюминки в оформлении экстерьера балкона.

Установка на стекле окна модулей с одной стороны мешает проникновению естественного солнечного света в помещение балкона, с другой стороны играет роль тонирования и защиты от повышенного ультрафиолета в летний период.

На балконе обычно не устанавливаются электроприборы большого потребления электроэнергии, только элементы обогрева.

Стоимость оборудования и установки гелиосистем

Дешевым такой способ получения электроэнергии назвать сложно потому, что оборудования и работ по монтажу и сборке начинается от 3500 евро. К тому же необходимо переоборудование квартиры энергосберегающими приборами.

В то же время стоит отметить, что всего один метр солнечных батарей на балконе производит до 100 Ватт электроэнергии в час или 18кВт в месяц. В качестве дополнительного источника электроэнергии можно использовать гибкие, пленочные модули, которые можно крепить непосредственно на окна.

Принимая решение перехода на альтернативные источники электроэнергии, стоит тщательно взвесить затраты, предстоящую прибыль от этого мероприятия и просчитать все ЗА и ПРОТИВ.

Солнечные батареи для квартиры или многоэтажного дома.

Солнечные батареи успешно применяются многим людьми в своих частных домах. Переход на альтернативное энергоснабжение шаг ответственный и требует тщательной подготовки и просчетов эффективности и окупаемости. Но не всем повезло иметь частное жилище, а воспользоваться достижениями в современной альтернативной энергетике хотят достаточное количество жителей. Для тех, кто при отсутствии своего дома имеет непреодолимое желание использовать бесплатную энергию можно предложить установить солнечные батареи для квартиры.

Солнечные батареи для квартиры: рекомендации по правильной установке

Сразу нужно предостеречь, от мысли, что после установки, солнечные батареи смогут полностью обеспечить электроэнергией всю жилплощадь. Этого не произойдет, так как в наших квартирах имеются очень энергоемкие устройства, к примеру: электроплита, утюг, телевизор, обогреватель, которым не хватит заряда модулей. Поэтому перед установкой солнечных модулей в многоквартирном доме, лучше несколько раз подумать и посчитать экономическую эффективность всего мероприятия.

Если после расчетов было принято решение о неминуемой установке, следует покупать основные части схемы:

  • солнечные батареи,
  • инвертор,
  • аккумуляторы,
  • контроллер.

Основные проблемы вызывающие наибольшие трудности – это место расположения батарей и аккумуляторов. Для правильной работы, солнечные батареи должны находиться максимальное количество времени под воздействием солнечных лучей. В квартире, таких мест для установки крайне мало. Поэтому выбор не велик. Для этого подойдет балконное остекление и ближайшие к балкону стены.

Чаще всего, установка осуществляется на стекла балкона. Конечно, это влияет на естественное освещение в квартире. Но есть в этом и положительные моменты, например задержка ультрафиолета. Крепление световых панелей происходит непосредственно на стекло или вместо него, в балконную раму.

Причем, обязательным является условие нахождения балкона на солнечной стороне. В противном случае устанавливать солнечные батареи нет никакого смысла.

После грамотной установки панелей, возникает следующая проблема, от которой также не получиться уклониться. Под такой проблемой подразумевается поиск места для расположения накапливающих элементов. В средний комплект для квартиры могут входить до 20-30 аккумуляторов. Площадь, мягко говоря, не маленькая для квартиры в панельном доме. Размещение такого количества аккумуляторов может стать настоящей проблемой.

Этот вопрос многими был решен размещением подобных элементов в верхней части потолка балкона. Как правило, это крайне редко используемое место. Соорудив специальную, полку все аккумуляторы можно установить, так чтобы они не только не мешали, но и не были особо видны. Не стоит забывать о массе аккумуляторов. Так как вес каждого может достигать 15-20 кг, полка обязана быть надежной, чтобы не разрушиться под действием пары десятков батарей.

Также стоит уделить внимание теплоизоляции полки и находящихся на ней аккумуляторов. Дело в том, что в холодное время года емкость аккумуляторов может значительно снизиться, если не защитить их от морозов. Поэтому для того чтобы солнечные батареи не работали впустую, теплоизоляция аккумуляторов должна быть  достаточно качественной.

Влияние солнечных источников на устройство быта

Правильная установка альтернативных источников не принесет никаких результатов, кроме ненужных затрат, если не пересмотреть свой взгляд на использование некоторых электроприборов. Однозначно, что переход на солнечные батареи диктует свои обязательные условия.

Перед установкой батареи необходимо отказаться, по возможности, от всех мощных потребителей и заменить их на менее энергоемкие. К примеру, телевизор, особенно плазменные панели, лучше поменять на компьютер или ноутбук. Они менее энергоемкие и позволят экономить драгоценные киловатты каждый день. Также обязательным условием станет использование энергосберегающих лампочек, а идеальным вариантом послужит применение светодиодных осветительных приборов.

Солнечные батареи делают невозможным применение таких потребителей как: электропечь, стиральная машина, нагревательный котел, обогреватель.  Поэтому подобные электроприборы лучше оставить на центральном энергоснабжении.

Экономическая обоснованность

Солнечные батареи хорошо выручают в тех районах, где нет центрального электроснабжения или стоимость электричества достаточно высока. Применение подобных источников обоснованно в частных домах, так как они имеют значительную площадь для установки модулей. В многоквартирном доме, где существует ощутимый дефицит установочного пространства, солнечные батареи не принесут желаемого результата, в силу малой выходной мощности.

На сегодняшний день производительность световых панелей едва достигает 20-25%. Эта цифра получена в идеальных условиях, а квартира или балкон не является таковыми. К тому же, батареи в многоквартирном доме, как минимум, 40% времени будут находиться в тени, что значительно снизит эффективность всей установки, а повысит ее увеличением самих модулей не получиться из-за отсутствия свободного места.

Все эти особенности, в совокупности со стоимостью и сроками окупаемости солнечных панелей, подталкивают к вполне логичному выводу, что установка подобных источников питания в многоквартирном доме не целесообразна, и приведет скорее к значительным затратам и потере свободного места, нежели к ощутимой экономии на электроэнергии.

Эксплуатация солнечной панели, солнечная батарея на балконе

Всем доброго дня!

Хочу поделиться опытом эксплуатации солнечных батарей.

Первую солнечную панель я собрал два года назад, столько же времени она благополучно работает без потери своих характеристик.

Процесс ее сборки я описывал тут: 

http://solnechniisvet.tiu.ru/cp29236-poshagovaya-videoinstruktsiya-po-samostoyatelnoj-sborke-solnechnoj-batarei.html

Вторая, аналогичная солнечная батарея мощностью 65 ватт была собрана год назад.

Весь процесс сборки я заснял на камеру и смонтировал весьма понятную видеоинструкцию:

http://solnechniisvet.tiu.ru/cp29236-poshagovaya-videoinstruktsiya-po-samostoyatelnoj-sborke-solnechnoj-batarei.html

Итак, две батареи я установил на балконе своей квартиры.

Наклон относительно вертикальной оси примерно 30 градусов, что конечно же маловато для весны-лета, когда солнце стоит высоко. По другому не получилось из за конструктивных особенностей. Солнечные батареи подключены параллельно, следовательно работают в 12 Вольтой системе.

Сразу хочу сказать, что сейчас, в апреле солнце их освещает не весь день, примерно в 16. 00 панели остаются в тени, тем не менее, зарядка все равно присутствует.

В системе работает контроллер заряда-разряда мощностью 30 Ампер с монитором, где отображаются характеристики работы и настройки установки. Аккумулятор Delta на 100 Ампер/часов, технология GEL, я очень доволен его характеристиками.

Замеры проводились в период с 11.00 до 11.30.

Погода была с переменной облачностью, что позволило протестировать систему в разных условиях.

В данном случае солнце закрыто полностью плотным облаком.

Контроллер заряда показывает 1,9 Ампера.

Яркое солнце в легкой дымке.

Показания контроллера 6,1 Ампера.

Согласно моим наблюдениям, система из двух 65 Ваттных солнечных батарей позволяет накапливать в аккумуляторе примерно 6 Ампер/часов за час работы в более-менее солнечных условиях.

В планах, сборка еще двух панелей и увеличение емкости АКБ.

P.S.

Собрал еще две солнечные батареи по 65 ватт. Аккумулятор заряжается полностью за несколько утренних часов! Придется удваивать объем АКБ.

Батареи солнечного отопления дома: эффективность, расчет, установка

Идея использовать солнечную энергию для отопления дома или на другие нужды — не нова, разработаны устройства, которые позволяют это сделать любому человеку. Во многих странах, солнечные батареи на крыше скорее правило, чем исключение. Наша страна, к ним пока не относится, но и у нас уже подобные установки можно увидеть все чаще. Солнечные системы для дома могут быть двух видов. Первый — солнечные коллекторы, которые нагревают протекающий в них теплоноситель. Второй — солнечные батареи, которые вырабатывают электричество. О них и будем говорить ниже.

Солнечные батареи преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Батарея состоит из некоторого количества фотоэлектрических преобразователей, которые чаще называют фотоэлементами. Количество преобразователей в батарее произвольное, соединение последовательно-параллельное. Чем определяется количество фотоэлементов? Необходимой силой тока и напряжением. Располагают преобразователи на какой-либо плоской поверхности один возле другого. Из-за внешнего вида такие конструкции часто называют «солнечные панели».

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах — обычное явление

Слишком большие по площади солнечные батареи в быту использовать неудобно, а если не хватает мощности самой большой, несколько устройств соединяют в каскад. Если мощность требуется большая, может понадобиться значительная площадь: может быть занята вся крыша, иногда стены дома и часть придомовой территории. Потому чаще применяют солнечные батареи для частного дома: там есть где разместить и большое их количество. Владельцы квартир могут занять только окна и балконы.

Возможности использования

Как можно использовать солнечные батареи для отопления дома? Только для уменьшения счетов за электроэнергию, а также в качестве резервного источника на случай отключения. Это поможет добиться той самой энергонезависимости, и не заморозить систему отопления при отсутствии централизованного электропитания.

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

Насколько реально солнечная батарея может обеспечит потребности в электричестве? Если говорить о водяном отоплении, то это реально: для поддержания работоспособности системы потребуется максимум 200-300 Вт/ч. Столько в среднем «тянут» электроника котла + циркуляционный насос + возможные управляющие устройства и контролеры. Если система у вас больше, возьмите паспорта и посчитайте необходимую мощность. Для 300 Вт/ч будет достаточно двух солнечных панелей средней мощности (их суммарная производительность должна немного превышать потребность).

И не нужно думать, что при отсутствии солнца электричества не будет. В систему входят обязательно аккумуляторы и инвертор. Правильно подберите мощность аккумуляторов, и их заряда даже при самых плохих погодных условиях вам хватит на несколько дней работы системы.

Кстати, многие европейские производители отопительного оборудования предусматривают совместную работу своей техники с солнечными преобразователями (например, газовые котлы Baxi и Ariston). Но работают они с гелиоколлекторами (греют воду) или с солнечными батареями, нужно смотреть по каждому виду оборудования.

Для полного обеспечения электроэнергией одной крыши будет недостаточно

Если подогрев пола у вас электрический, все серьезнее. Мощность большинства таких обогревателей исчисляется киловаттами. Для выработки такого количества энергии потребуется много панелей для переработки энергии солнца. Устройство системы солнечных батарей для отопления частного дома электрическими полами, может вылиться в очень приличную сумму. Но система хороша тем, что ее мощность можно наращивать постепенно. Будете по возможности увеличивать количество панелей и количество вырабатываемого электричества.

При желании можно сэкономить: собрать солнечные панели самостоятельно. Такие самодельные варианты обойдутся в разы дешевле заводских. И это притом, что покупать фотопреобразователи придется готовые: их изготовление в кустарных условиях — нереальная задача. Поэтому — только готовые. Эффективность самодельных солнечных панелей будет ниже заводских, но и цена в разы ниже.

Расчет солнечных батарей для дома

Инсоляция (количество солнечной энергии) в разные месяцы сильно изменяется. Потому сначала нужно определиться с тем, какую часть электроэнергии и на какой период вы собираетесь вырабатывать. Если вы хотите все 100% в любое время года вырабатывать самостоятельно, считать придется по самому плохому месяцу с минимальным количеством солнечных дней. Но тогда возникнет вопрос: что делать с избыточным количеством электроэнергии, которая будет вырабатываться в другие месяца.  Если проживание планируется только в огородный сезон, считаете по самой низкой инсоляции в этот период. В общем, принцип понятен.

Лучше всего с выработкой электроэнергии от солнца дело обстоит на юге

Затем необходимо рассчитать какую суммарную мощность должна выдавать ваша солнечная система для дома. Для этого в таблицу вписываете все электроприборы, и из их паспортов вносите данные по мощности, потребляемому току и ваттную нагрузку. Подбив колонки, узнаете, сколько электроэнергии в час нужно всей вашей аппаратура и приборам. Понятно, что все они вряд ли включаются одновременно. Можете попытаться высчитать, какие из них работают одновременно, и по этой цифре подбирать солнечные панели.

Как считать количество солнечных батарей разберем на примере. Пусть потребность в электроэнергии 10 кВт/ч, инсоляция в расчетном месяце 2 кВт/ч. Мощность батареи, которую собрались покупать, 250 Вт (0,25 кВт). Теперь считаем 10 / 2 / 0,25 = 20 шт. То есть понадобится 20 солнечных панелей.

Для уменьшения потребления электроэнергии нужно заменить все лампы накаливания на светодиодные, а всю старую неэкономную технику на энергосберегающую — тогда вам понадобится не такое уже и большое количество солнечных панелей.

Виды солнечных батарей

Фотоэлектрические преобразователи существуют разные. Причем отличается и материал, из которого они изготавливаются, и технологии. От всех этих факторов напрямую зависит производительность этих преобразователей. Некоторые фотоэлементы имеют КПД 5-7 %, а самые удачные последние разработки показывают 44 % и выше. Понятно, что от разработок до бытового использования расстояние огромное, и по времени, и по деньгам. Зато можно представить, что ждет нас в ближайшем будущем. Для получения лучших характеристик используют другие редкоземельные металлы, но с улучшением характеристик имеем приличное повышение цены. Средняя же производительность относительно недорогих солнечных преобразователей составляет 20-25 %.

Самое широкое распространение получили солнечные модули из кремния

Самые распространенные кремниевые солнечные батареи. Этот полупроводник недорог, его производство освоено давно. Но они имеют не самый высокий КПД — те самые 20-25%. Потому при всем разнообразии сегодня преимущественно используются три вида солнечных преобразователей:

  • Самые дешевые — тонкопленочные батареи. Они представляют собой тонкий налет кремния на несущем материале. Кремниевый слой покрыт защитной пленкой. Плюс этих элементов в том, что работают они даже в рассеянном свете, а, следовательно, есть возможность устанавливать их даже на стены зданий. Минусы — низкая эффективность 7-10%, а также, несмотря на защитный слой, постепенная деградация кремниевого слоя. Тем не менее заняв большую площадь, можно получить электричество даже в пасмурную погоду.
  • Поликристаллические солнечные батареи изготавливают из расплава кремния, медленно его охлаждая. Отличить эти элементы можно по ярко-синему цвету. Эти солнечные батареи имеют лучшую продуктивность: КПД 17-20%, но в рассеянном свете малоэффективны.
  • Самые дорогие из всей троицы, но при этом довольно широко распространенные — монокристаллические солнечные батареи. Они получаются путем разделения одного кристалла кремния на пластины и имеют характерную геометрию со скощенными углами. У этих элементов КПД от 20% до 25%.

Теперь, видя надписи «солнечная панель моно» или «поликристаллическая солнечная батарея», вы будете понимать, что речь идет о способе производства кремниевых кристаллов. Также вы будете знать, какой эффективности от них можно ожидать.

Батарея с монокристаллическими преобразователями

Эффективность солнечных батарей зимой

Вы, наверное, удивитесь, но зимним днем на вертикальную поверхность падает всего в 1,5-2 раза меньше энергии, чем летом. Это данные для средней полосы России. За сутки картина хуже: за этот период летом получаем в 4 раза больше энергии. Но обратите внимание: на вертикальную поверхность. То есть на стену. Если говорить о горизонтальной поверхности, тут разница уже в 15 раз.

Самая печальная картина по выработке электроэнергии солнечными батареями ожидает вас не зимой, а осенью: в пасмурную погоду их эффективность ниже в 20-40 раз, в зависимости от плотности облачного покрова. Зимой же, после того выпал снег, инсоляция (количество света, падающего на батареи) в солнечные дни может приближаться к летним значениям. Потому зимой солнечные системы для дома вырабатывают больше электроэнергии, чем осенью.

Получается, чтобы зимой добиться близкой к максимальной эффективности, нужно располагать солнечные батареи вертикально или почти вертикально. И, если их вешать на стены, то желательно на юго-восточные: утром по статистике чаще бывает ясная погода. Если юго-восточной стены нет, или ничего на ней установить невозможно, выйти из положения можно сделав специальные подставки. Тогда  ставят солнечные батареи на крыше. Так как угол падения солнечных лучей в зависимости от сезона меняется, желательно сделать подставку с регулируемым углом наклона. Есть возможность — разверните солнечные панели «лицом» на юго-восток, нет такой возможности, пусть «смотрят» на юг.

Одна из систем монтажа

Правила установки

Эффективность работы кремниевых солнечных батарей зависит от количества попадающей на них энергии солнца (всего спектра излучения). Факторы, на которые мы можем каким-то образом повлиять, это:

  • Затененность. Желательно, чтобы на протяжении светового дня на панель не падала тень. Потому выбирайте место, где не растут высокие деревья, нет тени от зданий или линий электропередач. Даже небольшой участок тени, попавший на поверхность, значительно снизит выработку электроэнергии. КПД установки будет равно самой низкой производительности среди всех фотоэлементов в панели. Потому даже один листок или след от птичьего помета сильно снижает выработку электроэнергии всей панели целиком.
  • Ориентация. Если есть возможность изменять положение, летом выставляйте из «лицом» на юг, зимой — на юго-восток. Это возможно, если панель поставлена на плоской крыше или на земле.
  • Угол наклона. Если местом установки солнечной батареи выбрана скатная крыша, а ее угол наклона далек от идеального, требуется изготовить специальные рамы, с помощью которых можно корректировать положение батарей. В идеале рамы должны иметь возможность изменять этот угол наклона. Изменять каждый день или час никто положение не будет, но раз в сезон поправить его можно.

    Один из вариантов установки. В морозный, но солнечный день, при наличии снега выработка тока будет приличной

На работоспособность многих типов преобразователей влияют температурные показатели: диапазон использования кремниевых элементов от -40 oC до +50 oC. Негативно на работоспособности сказываются как более низкие, так и более высокие температуры. Если летом у вас солнце активное, важно не допустить перегрева. Для этого под панель можно положить белую ткань или фольгу (более эффективно). Если это не помогает и панель перегревается, поверните ее, или перевесьте. Нужно будет выбрать такое положение, при котором будет соблюдаться тепловой режим, а производительность останется довольно высокой.

Максимальную свою продуктивность эти устройства показывают, если солнечные лучи падают под углом 90o. К сожалению, такое возможно далеко не весь день, а лишь короткий промежуток времени. Есть специальные системы слежения, изменяющие угол наклона панели так, чтобы свет падал постоянно под желаемым углом, но это дорогие установки.

И все же, можно найти оптимальный угол установки солнечных батарей. Просто при незначительном отклонении от идеала (менее 50o) производительность падает мало, примерно на 5 %. Фактическое подтверждение этому можете увидеть в видео.

Для каждого региона угол установки солнечных батарей свой. Его можно определить экспериментально (как — вы видели), а можно выставить исходя из географической широты — этот наклон принято считать самым лучшим. Многое зависит от ориентации панели: если вы развернули ее на север или восток, оптимальный угол будет меньше.

Солнечные батареи на крыше

Прежде всего, нужно выяснить, выдержит ли кровля дополнительную нагрузку. Один-два модуля выдержит любая, а для большего количества придется считать.

Для надежной фиксации они должны крепиться как минимум в четырех точках. Причем, если вы монтируете панели заводского изготовления, не поленитесь изучить инструкцию по установке: при нарушении хотя бы одного из пунктов, оборудование снимается с гарантии. В большинстве случаев требования такие:

  • Крепятся солнечные батареи на расстоянии 5-15 см выше кровельного материала. Этот зазор необходим для проветривания (для поддержания температурного режима).

    Устанавливать солнечную батарею нужно на расстоянии 5-15 см от кровельного материала на специальных направляющих

  • Для закрепления использовать только имеющиеся в корпусе отверстия. Дополнительные сверлить нельзя.
  • Рама, на которой закреплены фотоэлементы, рассчитана на вертикальную или горизонтальную установку (указано в паспорте), и в другом положении ее крепить нельзя.

    Если рекомендована вертикальная установка, горизонтально ставить панель нельзя

Системы крепления солнечных панелей могут быть разными. Есть готовые (продаются там же, где и сами панели), но вполне можно использовать и сделанные собственноручно. Важно только использовать надежные, стойкие к коррозии материалы. Толщина реек и крепежа должна быть большой: выдерживать должны они и ветровые нагрузки, и массу панелей с самым толстым снежным покровом.

Один из методов крепления солнечных батарей на крыше частного дома можно увидеть в видео.

Теперь немного об электрической сборке. Схема подключения солнечной батареи, кроме самих преобразователей, предусматривает наличие:

  • контроллера заряда с подключенными аккумуляторными батареями;
  • преобразователя (инвертора), который преобразует постоянный ток в переменный;
  • предохранителей для защиты от короткого замыкания (повысят безопасность и вашу и системы).

Контроллер и преобразователь имеют ограничения по току и напряжению. Суммарные параметры подключаемой для вашего дома солнечной системы не должны их превышать. Для электрического соединения батарей в единую систему, использовать нужно только те провода, которые выведены наружу.

Принципиальная схема подключения гелиобатарей

Для соединения панелей применяют медный проводник в стойкой к ультрафиолету изоляции. Если провода в подходящей изоляции не нашли, спрячьте его в гофрированный шланг для наружных работ. Толщина жил провода зависит от предполагаемой силы тока в системе и от длины линии, но минимальное сечение 4 мм2. Соединение проводников желательно делать при помощи коннекторов, а не на скрутках. Рекомендуют МС4 потому что проводники, выходящие из большинства солнечных батарей, оконечены именно такими разъемами. Эти разъемы хороши тем, что обеспечивают герметичное соединение, что на крышах немаловажно. Но не все фирмы устанавливают разъемы этого стандарта. В дешевых моделях (особенно китайских) может стоять что-либо иное, так что уточняйте при покупке.

Это схематическое изображение подключения

Теперь о последовательности подключения оборудования в систему. Для безопасного подключения соблюдайте очередность такую:

  1. К контроллеру подключаются аккумуляторы с соблюдением полярности. Провода — медь, сечение выбирается в зависимости от мощности контроллера.
  2. К контроллеру подключаются солнечные батареи. Также необходимо соблюдать полярность.
  3. К контроллеру через предохранитель подключается 12 В потребители.
  4. К аккумуляторам подключается инвертор (через предохранитель), а к его выходу уже потребители 220 В. Подключение инвертора напрямую к контроллеру исключено: придется покупать новые устройства. А это приблизительно 600-1000$ в зависимости от фирмы и мощности.

Не пренебрегайте последовательностью подключения — это наиболее безопасный алгоритм, гарантирующий (при соблюдении полярности) рабочее состояние системы.

Напоследок, еще один вариант установки на крыше дачи с регулируемым углом наклона. Возможно, вам видео будет полезным.

Возможности, Цена, Монтаж — Генерация

Солнечные батареи для квартиры в многоэтажке

Принято считать, что солнечные батареи нельзя использовать для организации автономного источника электроэнергии в квартире. Это не совсем так. Конечно, фотомодули, необходимые для преобразования энергии Солнца в электричество, намного проще разместить на крыше частного дома. Но и владельцы жилья в многоэтажках вполне могут обустроить свою собственную мини-электростанцию. В этом нет ничего невозможного.

Солнечные батареи для квартиры – достоинства и особенности размещения

Учитывая, насколько часто и неожиданно в Одессе и других городах Украины отключают электричество, польза от монтажа солнечных батарей в квартире многоэтажного дома даже не обсуждается. Фотомодули способны вырабатывать определенное количество энергии. Ее вполне достаточно для существенного уменьшения потребления электричества из централизованной сети. А, если купить и установить мощные солнечные батареи для квартиры, то и вовсе можно отказаться от услуг генерирующих компаний и поставщиков электроэнергии.

В случаях, когда жилище находится на последнем этаже высотки, проблем с монтажом фотопанелей не возникает. Их устанавливают на крышу и надежно фиксируют специальными крепежными приспособлениями.

А вот владельцам апартаментов на других этажах реализовать свою мечту об автономной электростанции обычно сложнее. В таких ситуациях имеет смысл установить солнечные батареи на балкон или попытаться закрепить их на стенах возле своих окон.

Описанные работы самостоятельно осуществить проблематично. Лучше доверить их специализированной компании с хорошими отзывами от потребителей, специалисты которой:

  • рассчитают требуемое количество фотомодулей;
  • помогут купить дополнительное оборудование надежных производителей по разумным ценам;
  • составят проект и проведут все необходимые монтажные работы.

В Одессе подобные услуги оказывает компания «Генерация», которой и принадлежит этот интернет-магазин. Мы имеем огромный опыт сооружения автономных источников энергии для квартир в многоэтажных домах и всегда предлагаем отличное оборудование от лидеров мирового рынка фотоэлектрики по честной стоимости.

Сколько нужно солнечных панелей для квартиры?

В каждом конкретном случае требуется грамотно рассчитать число солнечных батарей, которые смогут обеспечить жилище достаточным объемом электрической энергии. Перед тем, как купить фотопанели, следует:

  • переписать все электроприборы и быттехнику, используемые обитателями квартиры;
  • узнать величину их общего энергопотребления;
  • принять во внимание время и частоту использования электрических приборов.

На основании этих данных можно начинать подбирать солнечные панели для квартиры. Каждый фотоэлемент имеет свою номинальную мощность. Это позволит без особых усилий высчитать необходимое количество батарей и купить подходящие по цене фотомодули.

Устанавливая панели на крыше, балконе или стене многоэтажки нужно учесть ряд важных факторов:

  • наличие высоких деревьев, других конструкций и предметов, дающих тень;
  • траекторию, по которой движется солнце;
  • снижение в зимний период вырабатываемой солнечными батареями мощности.

Если финансовый бюджет, выделяемый на приобретение оборудования, не ограничен, желательно купить солнечные панели с максимальной мощностью. Тогда избыток электричества можно будет продавать по выгодной стоимости государству (программа Зеленый тариф). Это позволит быстро окупить затраты на альтернативный источник энергии для квартиры.

Солнечные батареи для многоквартирного дома от «Генерации»

Предлагаем инновационную фотоэлектрику с длительной гарантией от известных мировых производителей. Профессионально консультируем клиентов, подбираем оптимальные варианты комплектации автономных солнечных электростанций. Занимаемся их сбором и установкой в Одессе и других населенных пунктах. Звоните нам и делайте по-настоящему разумные покупки!

Удобный для домовладельцев комплект для самостоятельной установки солнечных батарей | Sunboxlabs

1) Насколько он зеленый?

Это начало. Это компенсирует примерно треть (или 1 кВтч) среднего потребления энергии в квартире в день. Это примерно столько, сколько потребляют ваш холодильник, телевизор и Wi-Fi в течение дня. 4,6% — 10% (в зависимости от того, что включено) от общих выбросов в США — это как раз эти типы нагрузок.

2) Сэкономит ли эта система мне деньги?

Да. Около 70 долларов в год — в зависимости от вашего штата, количества часов прямого солнечного света, которое ваша панель получает, и стоимости электроэнергии в сети (если электричество в вашем штате дорого, вы сэкономите больше).

3) Сколько электроэнергии он будет производить?

В наших тестах в Северной Калифорнии он будет вырабатывать в среднем около 1 кВт в день. Ваш пробег может варьироваться в зависимости от местоположения и доступа солнца. Скоро мы предложим калькулятор, чтобы получить больше информации.

4) Куда поставить панель?

Вот наши основные предложения, но вы можете проявить творческий подход! Пусть вас вдохновит солнечный свет!

  • Крыша
  • Кондо
  • Балконы
  • Подворья
  • Крошечные домики
5) Это силовой экран Tesla Powerwall?

№Это больше похоже на установку Tesla Solar для владельцев квартир. Плюс в том, что всякий раз, когда вы двигаетесь, вы можете просто отключить панели и взять их с собой!

6) Будут ли они работать в автономном режиме?

Нет. Эти панели будут работать только тогда, когда сетка активна. Они автоматически отключатся, если сеть отключится, как это требуется всеми коммунальными предприятиями США.

7) Аккумулятор есть?

Нет. Создаваемое электричество идет прямо в электрическую сеть вашего дома и используется устройствами «за вашим счетчиком», которые постоянно потребляют энергию, такими как ваш холодильник, Wi-Fi и т. Д.

8) Могу ли я продать энергию обратно своему коммунальному предприятию?

Теоретически да. Но процесс получения разрешения сложнее, поэтому оставим это на ваше усмотрение. Эта система мощностью 200 Вт разработана таким образом, чтобы быть достаточно маленькой, чтобы ее могли постоянно использовать устройства, работающие в домашней сети в течение дня, так что все это будет израсходовано, и вам не придется беспокоиться о продажах обратно коммунальному предприятию и регулированию. что идет с ним.

9) Могу ли я потребовать налоговую скидку?

Мы не даем налоговых советов. Но во многих случаях да: эта система дает право на 30% налоговую скидку. Таким образом, вы можете вычесть 30% стоимости системы из ваших налогов, если вы соответствуете требованиям.

10) Что это за инвертор?

Инвертор MPPT мощностью 600 Вт с чистым синусом.

11) Какие заглушки поставляются с панелями / могу ли я расширить свои собственные панели?

Разъемы

MC4 — так что да. Вы можете расширить с помощью большинства панелей до максимального напряжения и силы тока.

Оригинальный артикул:

Удобный для домовладельцев, самостоятельно устанавливаемый комплект солнечных батарей для вашей квартиры, кондоминиума, балкона или заднего двора

Проблема

Арендаторам квартир необходимо разрешение домовладельца на установку чего-либо на их крышах.Это затрудняет установку солнечных батарей для арендаторов. Поскольку большая часть мира живет в урбанизированных районах, где аренда является обычным явлением, я думаю, что это проблема, стоящая на пути внедрения солнечной энергии.

Дополнительным «лежачим полицейским» является сложность установки солнечной энергии: регулирование по сетевым счетчикам. Сетевые системы. Разрешения на установку (даже если вы владеете своей недвижимостью). Получение предложений от разных установщиков. Солнечное финансирование. Все сложные процессы, унаследованные от строительной отрасли, замедляют массовое частное внедрение возобновляемых источников энергии.

Мы пытаемся обойти обе эти проблемы, построив автономную солнечную электростанцию ​​на вашем подоконнике, крыше или заднем дворе с готовыми деталями, и обсудим плюсы и минусы этого подхода к солнечной энергии.

Возможное решение

Солнечная система на подоконнике, которую мы устанавливаем сами, решает обе проблемы одновременно: арендаторам не требуется разрешение от своих домовладельцев, чтобы размещать вещи на своих подоконниках и крышах, если это не меняет здание, и это прямая покупка в один клик без каких-либо правил. до тех пор, пока энергия расходуется в вашей собственной квартире с постоянными нагрузками, такими как холодильник, Wi-Fi и т. д. (что не предназначено для этого).Две птицы с одним камнем. Это делает процесс покупки солнечной энергии более похожим на покупку бытовой электроники.

Наша миссия — сделать покупку солнечной энергии / накопителя такой же простой, как и покупку любой другой бытовой электроники, поскольку мы верим в восходящий подход : когда возобновляемая энергия не требует профессионализма, она будет распространяться так же быстро, как и другая бытовая электроника, такая как спутниковая. посуда и оконные кондиционеры и т. д.

Солнечная энергия как модульная бытовая электроника — например, спутниковые антенны и кондиционеры? (Спутниковое фото Павла Червиньского | Фото кондиционера сделано хроматографом)

Что, если бы децентрализованное производство электроэнергии могло быть добавлено к дому комнату за комнатой (например, оконные кондиционеры)?

Если мы посмотрим на автомобиль, смартфон, оконный кондиционер — эти устройства распространились по всему миру со скоростью лесного пожара, потому что они были готовыми продуктами, которые не требовали настройки, но имели большие преимущества.Идентичные устройства выпускались в промышленных масштабах для мировой аудитории. Они были «подключи и играй». Солнечные батареи Plug and Play существуют уже некоторое время, но никогда не использовались (вероятно, потому, что мощность, измеренная за счетчиком, все еще отрывочна и плохо изучена). Потенциал подключения к солнечной батарее огромен — это может означать, что дешевая солнечная энергия с нулевой конфигурацией распространяется среди потребителей со скоростью смартфона, автомобиля или кондиционера.

Почему DIY Plug-In Solar:

Квартира

Совместимо.

Переезжаете? Возьми это с собой. Повреждение крыши? Никогда.

Простая установка

.

Электрика бесплатно. Без разрешения. Без отвертки.

Живи в будущем.

Создавайте собственную энергию. Быть независимым.

Сделайте свой вклад.

Компенсирует треть выбросов CO2 в стандартной квартире.

Самостоятельно окупается

Вырабатывает около 70 долларов в год.

Сведения о доставке и заказе

Бесплатная доставка в любую точку США. Вы получите письмо по электронной почте с точными инструкциями.

Вопросы или хотите поздороваться? Отправьте на [email protected].

В связи с большим спросом мы решили предложить комплект солнечных батарей с привязкой к сети с подобранными вручную и протестированными компонентами , гарантированно надежно работающими вместе, распространяемыми, продаваемыми и обслуживаемыми sunboxlabs. При желании вы все равно можете заказать компоненты по отдельности и собрать их самостоятельно.Эта система примерно в 5 раз мощнее других на сайте. Мы пытались создать лучшую систему, которую могли, по минимально возможной цене.

* При среднем потреблении квартир в США около 3 кВт / ч в день.

Квартира Балкон на солнечной энергии мощностью 1800 Вт с микросетью на 2400 Втч, которая может питать холодильник | Sunboxlabs

Как и обещал, несколько снимков моей солнечной (самодельной) установки.

Работает 4–5 лет подряд, полностью заряжает домашний офис и телевизор, пылесосит.

2 солнечные панели по 180 Вт = система 360 Вт (0,36 кВт)

Просверливание отверстия в оргстекле: способ прокладки кабеля снаружи внутрь без сквозняков. Окно (вертикально-раздвижное в американском стиле) закрывается оргстеклом.

Аккумулятор Xantrex 2400 Вт (2,4 кВт), контроллер и инвертор мощностью 1800 Вт (1,8 кВт) в действии.

Общая стоимость на дату установки: 4386,38 долларов США

Лучшее,
Аноним

Это очень мощная система, которая может обслуживать гораздо большую мощность, чем что-либо другое на этом сайте: она может обеспечить 3.В 6 раз больше энергии с его панелями, в 5,7 раз больше энергии накапливается в батареях, и выделяется энергии в 18 раз быстрее, чем в моем маленьком комнатном комплекте. Впечатляющий!

Также обратите внимание, что у отправителя есть очень умное решение для того, чтобы пропустить кабель через окно и перекрыть холодный зазор: проделать отверстие в прозрачном оргстекле!

Наконец, к счастью, цена за последние несколько лет резко упала: если 4 года назад установщик заплатил 4386 долларов, теперь он доступен по цене 2064 доллара. См. Ниже недавно изученные ссылки.

Стоимость запчастей на Amazon: $ 2064,02

2x солнечные панели

Соединительный кабель

2 x AGM аккумулятор

Контроллер, инвертор

Финансовая окупаемость и воплощенная энергия

Как скоро это сэкономит мне деньги? Причина, по которой эта система настолько проста, заключается в том, что она не подключается к электросети вашей квартиры за счетчиком. Это означает, что система чистая и ее легко установить самостоятельно, но она также не может автоматически подключаться к электрическим тяжеловесам, таким как водонагреватель, холодильник и стиральная / сушильная машина.Эта система настолько мощная, что вы можете подключить к ней эти тяжеловесы (по крайней мере, холодильник)! Типичный, не энергосберегающий холодильник, как этот, потребляет около 1 кВт / ч в день, и все это можно выгрузить в систему. Это экономия 56 долларов в год. Чтобы полностью использовать эту систему, вам нужно будет добавить в нее еще несколько вещей, например, стиральную машину и телевизор.

  Срок окупаемости балконной системы 360W
Стоимость системы: 2064 доллара на Amazon на момент написания
Годовое производство энергии: 365 дней * 4.26hsun / d * 360W = 542’894Wh / год
Годовое создание стоимости: 543 кВтч / год * 15,34 цента / кВтч = 81 доллар / год произведенной энергии
Срок окупаемости системы: 2064 доллара / 81 доллар = 25 лет до окупаемости

Финансовая окупаемость системы составляет 25 лет, включая батарею, из-за относительно небольшой системы солнечных батарей. Система аккумуляторных батарей тоже не самая дешевая, а энергия в целом очень дешевая — 15,34 цента / кВтч.

Если бы панели были на крыше, математика была бы другой:

  Срок окупаемости крышной системы 360W
Стоимость системы: 2064 доллара на Amazon на момент написания
Годовое создание энергии: 365 дней * 6.66hsun / d * 360W = 875124Wh / год
Годовое создание стоимости: 875 кВтч / год * 15,34 цента / кВтч = 134 доллара США / год произведенной энергии
Срок окупаемости системы: 2064 доллара / 134 доллара = 15,4 года до окупаемости

Технические характеристики 

  Панели солнечных батарей:
    2 солнечные панели мощностью 180 Вт
    = Общая мощность зарядки 360 Вт

Контроллер заряда:
    1 х контроллер заряда

Аккумулятор:
    2 батарейки AGM, 6 В, 200 ач
    = 2400 Втч хранения
    = 6,6 часа до полной зарядки (2400 Втч / 360 Вт от панелей)

Инвертор:
    1 инвертор мощностью 1800 Вт с батарейным отсеком

Нежный:
    1 - 80-футовый соединительный кабель для солнечных батарей;
    1 - База с колесами

$ 200 Самообеспечение от солнечной энергии — без уведомления арендодателя

Создание солнечной микросети в моей спальне с деталями от Amazon

⚡️️ ВАЖНО: ТЕПЕРЬ ОБНОВЛЕНО на sunboxlabs.com 👈 ⚡️

Проблема

Арендаторам квартир необходимо разрешение домовладельца на установку чего-либо на их крышах. Это затрудняет установку солнечных батарей для арендаторов. Поскольку большая часть мира живет в урбанизированных районах, где аренда является обычным явлением, я думаю, что это проблема, стоящая на пути внедрения солнечной энергии.

Дополнительным «лежачим полицейским» является сложность установки солнечной энергии: регулирование по сетевым счетчикам. Сетевые системы. Разрешения на установку (даже если вы владеете своей недвижимостью).Получение предложений от разных установщиков. Солнечное финансирование. Все сложные процессы, унаследованные от строительной отрасли, замедляют массовое частное внедрение возобновляемых источников энергии.

Далее я попытаюсь обойти обе эти проблемы, построив на своем подоконнике автономную солнечную электростанцию ​​с готовыми деталями Amazon, и обсудить плюсы и минусы этого подхода к солнечной энергии.

Возможное решение

Солнечная система на подоконнике, купленная у Amazon, решает сразу обе проблемы: арендаторам не требуется разрешение от своих домовладельцев, чтобы размещать вещи на своих подоконниках и крышах, если это не меняет здание, а это -щелкните «Покупка на Amazon» без каких-либо правил, пока он не привязан к сети (а моя не предназначена для этого).Две птицы с одним камнем. Это делает процесс покупки солнечной энергии более похожим на покупку бытовой электроники.

Остались вопросы. Может ли эта система производить значимую энергию? Имеет ли это финансовый смысл?

Компоненты

Компоненты на Amazon стоимостью 211 долларов — это все, что мне нужно

Моя цель — удовлетворить потребности в энергии только для моей спальни. 4 основных компонента — это все, что нам нужно для этого: солнечная панель для сбора, аккумулятор для хранения, инвертор для преобразования постоянного тока в переменный и «контроллер заряда» для балансировки трех других компонентов.

В настоящее время самые низкие цены на 6 компонентов на Amazon:

Требуются 6 компонентов в Amazon USA : Солнечная панель (83 доллара США) | Кабель (25 $) | Контроллер заряда (11,99 $) | Свинцово-кислотный аккумулятор (64 доллара США) | Кабель 2 (6 $) | Инвертор (15 долларов США)

Я использую недорогие запчасти, предназначенные для жилых автофургонов, морских судов и автомобилей, что делает мою систему дешевой и мобильной.Общая стоимость компонентов составляет 211 долларов США (230 долларов США после доставки и налогов). Основные компоненты, которые можно найти на Amazon, указаны выше. Любой, кто хочет создать подобную систему, может просмотреть полный список компонентов здесь (напишите мне, как все прошло!).

Я заказал систему 2 июля, и с наземной доставкой фотоэлектрическая панель (95 долларов) прибыла из Канады 11 июля, а аккумулятор (66 долларов), проводка (18 долларов), контроллер (17 долларов) и инвертор (15 долларов) прибыли 15 июля. из Amazon USA.

Сборка

Надеюсь, вы сможете легко адаптировать мою систему к вашей пространственной ситуации:

Шаг 1 Обрежьте и оголите конец проводов батареи и инвертора (батарея отключена, пожалуйста, ).Провода панели уже оголены с одного конца. Выполните пробный запуск, подключив аккумулятор, инвертор и панель к контроллеру — это должно выглядеть, как показано выше.

Шаг 2 Снова отсоедините провода панели и поместите панель на крышу или в другое место, где больше всего солнечного света (… задний двор… балкон…). Прикрепите панель к чему-нибудь: я привязал заднюю часть панели к тросу, который я закрепил на обоих концах вокруг крепких кровельных труб (больше фотографий см. Здесь), и проложил линии электропередач обратно в вашу квартиру (опустите фасад и в окно в моем случае).

Шаг 3 Соберите солнечный контроллер, инвертор и аккумулятор в более плотный корпус. Снова зажать провод от панели к солнечному контроллеру и закрыть окно. Это должно выглядеть так, как указано выше. Заряд начинается!

Вечером включите инвертор. Моя лампа, компьютер, планшет и телефон питаются одновременно от солнечной энергии дня! Самодостаточность достигнута?

Эксперимент: один месяц самообеспечения энергией в моей комнате

В Сан-Франциско мы получаем 4.По данным Google Sunroof, 26 часов пригодного для использования солнечного света в день (или 1156 часов в год). Моя батарея вмещает 420 Втч (12 В x 35 Ач), и ее следует заряжать один раз в день без какого-либо затенения. Фактическое производство составляет в среднем 350 Втч / день на крыше с реальным затемнением и потерями.

  Ежедневное производство электроэнергии:  

  
 Теоретическое: 4,26 солнечных часов / день * 100 Вт солнечная энергия =  

  426 Втч / день  

  
 Фактическое производство

Фактическое производство

  Ежедневная потребность в электроэнергии: 
 54 Втч Macbook Air 13-дюймовый (одна зарядка в день) 
 8 Втч аккумулятор iPhone (одна зарядка в день) 
 20 Вт-ч света (4 Вт светодиодный x 5 часов) 
 300 Втч обогреватель пространства (150 Вт x 2 часа - наш SF house без отопления) 
 ___________ 
 Итого:  

  82Втч энергии в день в помещении  

  (до 382Втч)

Это должно быть легко выполнено солнечной системой.Я включаю инвертор, когда прихожу домой, чтобы использовать освещение переменного тока и заряжать Macbook через блок питания, и выключаю его перед сном, чтобы избежать утечки энергии. USB-порт моего телефона (постоянный ток) может заряжаться всю ночь напрямую через сам контроллер солнечной энергии (у которого есть порты USB) и не требует инвертора. Мой ноутбук является устройством постоянного тока и может заряжаться сразу от аккумулятора 12 В, но мне было легче просто зарядить его с помощью блока питания переменного тока через инвертор.

Утро перед зарядкой.Вечер после зарядки.

Моя традиционная лампа переменного тока является неоптимизированной частью системы — я мог бы получить лампы постоянного тока, которые работают от USB, чтобы избежать инвертирования этой энергии, но пока этого не сделал и предпочитаю просто использовать симпатичную вещичку. Когда я ложусь спать, я обычно все равно использую около 30% энергии — я бы хотел включить водонагреватель, обогреватель или холодильник в этой системе, чтобы использовать излишки 270 Втч от ежедневного производства энергии.

Обучение

Этот проект начался с простой идеи: что, если бы производство энергии было бытовой электроникой, которую вы могли бы заказать у Amazon? Я узнал, что базовые знания в области электричества и небольшая сборка очень приближают нас к этому идеалу: автономное возобновляемое освещение и зарядка достигаются с помощью простой установки на Amazon за 211 долларов.

Если вы не живете на автофургоне или лодке, это пока не имеет финансового смысла (см. Эпилог №1). Но если цены упадут еще немного (какая разница в прошлом году!) Или производство станет немного более ресурсоэффективным, весы могут склониться, и это может быть зеленым и финансово разумным решением (см. Эпилог №2). И когда-нибудь в следующем десятилетии эта замечательная маленькая самодельная система, которая может функционировать как резервная система сегодня (см. Эпилог № 3), может стать жизнеспособной потребительской электроникой: дешевой персональной электростанцией для городских арендаторов.

Заключение и перспективы

Что, если бы автономное производство электроэнергии могло быть добавлено к дому комнату за комнатой (например, оконные кондиционеры)? Сегодня мы могли бы оснастить этой системой все 7 комнат моей (общей) семьи примерно за 1400 долларов. Поскольку кухня и ванные комнаты потребляют больше энергии (холодильник, плита, водонагреватель), чем другие комнаты, более сложная система могла бы объединить батареи вместе (по беспроводной связи?), Чтобы создать более мощную систему, которая передает энергию в комнаты, которые в ней нуждаются. наиболее.Эта система также может систематически разряжать батареи по мере изменения цены на электроэнергию и движения солнца по дому.

Солнечная энергия как модульная бытовая электроника — например, кондиционер и спутниковые антенны?

Если мы посмотрим на автомобиль, смартфон, оконный кондиционер — эти устройства распространились по всему миру со скоростью лесного пожара, потому что они были готовыми продуктами, которые не требовали настройки, но имели большие преимущества. Идентичные устройства выпускались в промышленных масштабах для мировой аудитории.Они были «подключи и играй». Солнечные батареи Plug and Play существуют уже некоторое время, но никогда не использовались (вероятно, потому, что мощность, измеренная за счетчиком, все еще отрывочна и плохо изучена). Потенциал подключения к солнечной батарее огромен — это может означать, что дешевая солнечная энергия с нулевой конфигурацией распространяется среди потребителей со скоростью смартфона, автомобиля или кондиционера.

Это может быть крутой проект на Kickstarter в будущем… или просто забавный проект DIY сегодня.

Эпилог: Номера для ботаников

Как скоро это сэкономит мне деньги?

Причина, по которой эта система настолько проста, заключается в том, что она не подключается к внутренней электросети вашей квартиры.Это означает, что система чистая, но она также не работает с электрическими тяжеловесами, такими как водонагреватель, холодильник и стиральная / сушильная машина. Тем не менее, он заряжает все, что вы к нему подключаете. Так может ли система сэкономить мне деньги? На оборотной стороне конверта:

  Срок окупаемости системы 100 Вт 
  

  Стоимость системы: 211 долларов США на Amazon 
 Годовое производство энергии: 365 дней * 4,26 часов солнечной энергии в сутки * 100 Вт = 155'490 Втч / год 
 Ежегодно создание стоимости: 155 кВтч / год * 15.34 цента / кВт · ч = 24 доллара в год произведенная энергия 
 Срок окупаемости системы 100 Вт: 211 доллар / 24 доллара = 8,5 лет до окупаемости

Финансовая окупаемость системы составляет 9 лет, включая аккумулятор, что соответствует многим крышным системам, но не включают сервисное обслуживание. Это можно сократить до 6,5 лет, добавив вторую солнечную панель мощностью 100 Вт:

  Срок окупаемости для системы 200 Вт 
  

  200 Вт Стоимость системы: 300 долларов США на Amazon 
 Годовое производство энергии: 365d * 4.26hsun / d * 100W = 310'980Wh / y 
 Годовое создание стоимости: 311kWh / y * 15c / kWh = 48 долларов США / год произведенная энергия 
 Срок окупаемости системы 200W: 300 долларов США / 48 долларов США = 6,5 лет до окупаемости

Обратите внимание, однако, что после На 8 лет ежедневного использования свинцово-кислотный аккумулятор глубокого разряда израсходуется, что я здесь не беру в расчет. Как бы то ни было, это не машина для экономии денег. Цены на энергоносители слишком низкие.

Насколько это зеленый?

Влияет ли это на мой выброс CO2? На оборотной стороне конверта:

  Производственные площади Мультикристаллические фотоэлектрические системы: 4200кВт / кВт [1] * 0.1кВт = 420кВтч энергии 
 Производственная площадь свинцово-кислотных аккумуляторов: 321кВтч / кВтч [1] * 0,5кВтч = 161кВтч накопленной энергии 
 
 Общая площадь: 581кВтч 
 
 Годовая система производства энергии: 155кВтч / год 
 
 Срок окупаемости: 581кВтч / год / y = 
  

  Окупаемость за 4+ года

В конечном продукте будут использоваться литий-ионные батареи, когда они снизятся в цене, что приведет к гораздо лучшему энергопотреблению. Свинцово-кислотные батареи сейчас используются, потому что они дешевы.Так что нет, мы не сокращаем выбросы CO2 здесь до 4 лет — это не зеленая машина.

[1] http://renew.org.au/articles/energy-flows-how-green-is-my-solar/

Энергетическая независимость и устойчивость

В случае отключения электроэнергии или отключения электроэнергии быть полезным способом беспроводной зарядки устройств связи без сети. Система на 200 Вт может даже поддерживать небольшой холодильник на 60 Вт, 12 В, достаточно холодный для сохранения продуктов (14 часов работы в день, охлаждение на 32 градуса ниже температуры окружающей среды).

Если цены на энергию вырастут (вдвое? Втрое?) Из-за непредвиденных событий в будущем, то финансовая перспектива может даже иметь смысл с сокращением сроков окупаемости до четырех или даже 2,8 лет для системы 100 Вт или для системы 200 Вт до 3 лет или 2 года соответственно. При сроке окупаемости менее 2 лет мы оказались бы на той же территории потребителей, что и 2-летние телефонные контракты. Будем надеяться, что комплектующие и дальше будут дешеветь! (или цены на электроэнергию увеличиваются — но я бы не стал на это надеяться)

Получайте обновления по телефону sunboxlabs.com

Кредиты

Эта история во многом вдохновлена ​​рассказом Робина Райнхарта «Как я отказался от переменного тока», но блог недавно был отключен. Статью все еще можно найти на Arstechnica.

Первоначально размещено на https://nikodunk.com/solarselfsufficiency

Истории по теме

Теги

Присоединяйтесь к хакеру Полдень