Солнечные батареи на крышу дома

Крыша из панелей солнечных батарей – окупятся ли Ваши затраты?

Источники энергии, не наносящие вреда окружающей среде, в свете масштабных техногенных катастроф приобретают особое значение.

Комфорт нашей жизни обеспечивается огромным количеством всевозможных электроприборов, что влечет возрастающую зависимость от поставок электроэнергии, которые не всегда отличаются стабильностью.

Этот фактор также вносит свою лепту в увеличение количества мини-электростанций для обеспечения личных потребностей владельцев частных домов.

Стоимость солнечных батарей с каждым годом уменьшается, и в наши дни монтаж домашней электростанции на солнечных батареях – вполне окупаемое мероприятие.

Чтобы это начинание не обернулось расходами, которые никогда не оправдают себя, перед установкой такой системы необходимо произвести тщательные расчеты .

Место установки – крыша

Фотоэлектрические системы монтируют на фасады зданий. устанавливаются на стенах, но, конечно же, наиболее подходящим местом для монтажа солнечных батарей является крыша – здесь обеспечивается максимальная освещенность элементов.

Зазор между кровельным покрытием и фотоэлектрическим модулем должен составлять не менее 5-10 см, так как в процессе работы происходит сильный нагрев элементов.

Оптимальная ориентация батареи – прямо на юг, также приемлемая эффективность достигается на юго-восточном и юго-западном направлении.

Для увеличения эффективности разработана специальная подвижная система слежения за Солнцем, автоматически выполняющая поворот солнечной батареи с тем, чтобы обеспечить наилучшую в этот момент ориентацию.

Огромное значение имеет также степень наклона поверхности фотоэлектрического модуля. Оптимальным считается наклонное размещение: под углом от 15 до 90 градусов, в зависимости от географической широты местности. Для европейской части России эти значения составляют от 30 до 60 градусов.

На практике расположение солнечной батареи в первую очередь зависит от конструкции крыши, при установке нужно выбирать ориентацию и угол наклона, максимально близкие к оптимальным расчетным.

Существует три основных типа модулей:

• наклонные – подходят для скатных крыш;
• горизонтальные – размещаются на плоских крышах;
• свободностоящие – монтируются с помощью отдельной конструкции .

В самостоятельный вид можно выделить новинки строительного рынка – это фотоэлектрические панели, интегрированные в архитектурные элементы конструкции здания.

Ярким примером служит фотогальваническая черепица «Тегосолар». это кровельное покрытие, способное генерировать электричество.

Причиной снижения КПД могут служить деревья, опавшие листья, дымоходы. антенны, здания, расположенные по соседству, или другие объекты, тень от которых полностью или частично закрывает установленную на крыше батарею.

Этот фактор имеет большое влияние на работу системы, и его нужно обязательно учитывать при монтаже.

Аккумулятор, инвертор, блок управления и другие необходимые элементы можно разместить в любом удобном месте – например, в подсобном помещении.

Крепежные элементы, стойки, рейки выполняются из металла.

Это может быть:

Особенности конструкции

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что фотоэлектрический модуль

состоит из двух тонких пластин – полупроводника, посредством которого происходит преобразование солнечной энергии в электричество.

Вырабатывается постоянный ток, для превращения его в переменный используется инвертор.

Также в систему электроснабжения входят аккумуляторы – ведь интенсивность солнечного излучения неравномерна на протяжении суток, и контроллер.

Для системы небольшой мощности существенны потери напряжения в кабеле – его следует делать максимально коротким.

Какие данные нужны для расчетов

Начнем с того, что нужно определить коэффициент солнечной инсоляции. Интенсивность солнечного света для своего региона можно найти в метеорологических таблицах: там уровень солнечной радиации указывается для каждого города помесячно.

Второе, что необходимо узнать, – это мощность электроприемников. Можно запитать как весь дом полностью, так и несколько приборов и лампочек, для остальных потребителей подав питание от обычной электросети.

Данные показатели рассчитывается следующим образом: паспортная мощность потребителя умножается на количество часов работы в сутки.

Данные для всех потребителей, которые будут снабжаться энергией от солнечной батареи, суммируются.

Батарея площадью 1 кв. м сможет обеспечить электроэнергией устройство мощностью в 120 Вт – это среднее значение.

Солнечная батарея в качестве источника энергии может использоваться в доме, удаленном на большое расстояние от электрических сетей, когда подключение к стационарному электроснабжению не оправдано экономически.

Особого внимания заслуживает тот факт, что мощность домашней электростанции можно наращивать постепенно, увеличивая количество батарей.

В расчетах нужно также учитывать потери на заряд-разряд аккумулятора, разницу между оптимальным расчетным и реальным наклоном и ориентацией панелей. Эти данные вводят в расчетные формулы с помощью поправочных коэффициентов.

Рекомендации по установке

• Перед монтажом правильность расчетов можно проверить с помощью специальных компьютерных программ.
• Солнечные батареи следует беречь от механических повреждений. В случае необходимости над элементом можно установить снегозадержатели или снегорассекатели.
• Аккумулятор должен быть надежно защищен от попадания влаги.
• Крепление панелей необходимо выполнять надежно – им придется выдерживать порывы ветра, снегопады и прочие погодные неурядицы.

Гарантии хорошей погоды не может дать никто, количество солнечных дней в году, указанное в справочнике – усредненный показатель, и на практике значения часто отличаются от среднестатистических. К тому же, занимая обширную площадь, солнечные батареи имеют невысокий КПД.

Однако желание обеспечить свой дом электроэнергией от независимого от общих сетей и к тому же экологичного источника в регионах с большим количеством солнечных дней в году экономически оправдано.

Регулярный рост цен на электроэнергию в разы сокращает срок окупаемости автономной системы. Ведь, оплатив покупку и установку оборудования однажды, долгие годы можно пользоваться бесплатным электричеством.

Солнечные батареи на крыше

Все более актуальными становятся источники альтернативного получения электроэнергии. Когда-то получение солнечной энергии казалось фантастичным, теперь же такие батареи широко применяют как в космонавтике, так и при строительстве частных домов.

На фото показаны солнечные батареи, размещенные на крыше

Наиболее масштабной стала установка солнечных батарей там, где солнечных дней в году довольно много. На территории нашей страны использование такого вида источника энергии стало набирать обороты не меньше, чем в странах Европы, откуда и началось освоение энергии солнца.О том, какие виды композитной черепицы существуют, читайте на этой странице .

Основу солнечной батареи составляют:

• Фотогенератор полупроводникового типа, преобразующий энергию солнца в ток;
• Инвектор, по средствам которого, ток будет переобразован в переменный. Именно такой ток используется для электроприборов;
• Контроллер, необходимый, чтобы следить за нормализацией заряда для работы батареи.

Конструкция данного устройства достаточно проста, однако обладает большим рядом преимуществ:

• Источник энергии является бесплатным и неиссякаемым (зависит от количества солнечных лучей);
• Не несут вред для окружающей среды;
• Обслуживание включает в себя только очистку панелей батареи от скопившейся пыли;
• Получать электроэнергию можно в тех местах, где нет централизованных сетей;
• Возможность комбинирования работы солнечных батарей и иного электрооборудования.

То есть, пока много солнечного света, можно пользоваться альтернативным источником электроэнергии, а если солнечных лучей довольно мало, подключается обычный источник питания;

Окупает себя достаточно быстро, если сравнивать с тем, что цены на электроэнергию регулярно повышаются.

Как и у любых других приборов, у солнечных батарей есть и свои минусы:

1. Достаточно высокая цена на оборудование;
2. Коэффициент полезного действия не очень высок;
3. Существует прямая зависимость от солнечных лучей.

При оборудовании солнечными батареями южного склона крыши, выработка может достигать 300 киловатт (за месяц). О технологии монтажа сэндвич-панелей читайте на этой странице .

Солнечные батареи на крышу частного дома

Существует 2 варианта установки:

1. Переделка крыши;
2. Замена части покрытия на фотоэлементы (такие части напоминают черепицу).

Довольно большое количество людей считают, что такая конструкция на крыше частного дома – слишком громоздкая, которая, кроме того, должна быть сложной в установке. Однако это не правда.

Существует и достаточно широко используется такой вид солнечных батарей, которые после монтажа выглядят в точности как черепица. Данный вид изделий почти в 2 раза дешевле солнечных батарей стандартного типа, а их эффективность выше почти на 10%.

На этом изображении солнечные батареи заменяют кровлю крыши

Суть состоит в том, что фотоэлемент встраиваются в специальную форму и монтируются на кровле. В конечном итоге проведение кровельных работ по такой технологии практически не отличается от стандартных.

К преимуществам можно отнести:

• Экономия средств до 50%;
• Внешний вид кровли не меняется.

В России также уже достаточно успешно изготавливаются приборы с применением данной технологии. Все будет зависеть от индивидуальных потребностей хозяев домовладения. При выборе солнечных батарей экономить не стоит, так как даже дорогостоящие приборы с учетом передовых технологий, окупаются достаточно быстро.

Не стоит переживать о том, что может не хватить солнечного света для выработки энергии. Солнечные батареи для частного дома достаточно хорошо зарекомендовали себя и в пасмурную погоду. Однако ведущим направлением для установки является южная сторона крыши.

Бывают случаи, когда сама конструкция здания не позволит сориентировать батареи в правильном направлении. Не стоит переживать. Необходимо лишь установить ряд дополнительных элементов крепежа. Читайте о существующих материалах для утепления чердачного помещения здесь: http://fineroofs.com/uteplenie-kryshi/materialy-dlya-utepleniya-cherdachnogo-perekrytiya.html .

Прекрасной альтернативой и, в некотором роде заменой стационарным приборам послужит солнечная батарея. Устройство такой батареи состоит из солнечных ячеек, изготовленных из специальных твердотельных устройств и преобразующих солнечную энергию в электричество.

Ни изображении представлена схема устройства солнечной батареи

Работа батарей такого типа заключается в следующем:

• Фотоны, ударяясь о поверхность, поглощаются при помощи рабочего материала (кремния);
• После чего те же самые фотоны сталкиваются с атомами вещества, тем самым выбивая родные электроны. Возникает разность потенциалов, свободные электроны начинают активное движение чтобы погасить эту разность и возникает электрический ток;
• Полученный ток преобразуется в постоянный, который отдается потребителю либо аккумулятору.

Чтобы получать электрический ток для частного домовладения, должна быть установлена солнечная батарея. Монтаж на кровлю не принесет хлопот, так как достаточно прост. Для установки солнечных батарей может быть использована как сама кровля, так и специализированные каркасы:

1. При монтаже на кровлю угол наклона батарей будет фиксированным, что может быть не всегда удобно в процессе дальнейшей эксплуатации. Это относится к тем моментам, когда погода становится пасмурной и солнечная активность снижается. Либо необходимо будет устанавливать фотоэлементы, которые не зависят от того, насколько интенсивным будет солнечный свет;
2. Для установки при помощи каркасов угол наклона может регулироваться от 15 до 60 градусов на разном количестве модулей. Таким способом солнечные батареи могут быть установлены на любой кровле и кровельном покрытии, начиная от металлической, заканчивая мягкой черепицей.

Читайте про функции аэратора и виды этих устройств.

К положительным моментам применения каркасных систем относятся:

• Быстрая и довольно простая установка;
• Минимальные трудозатраты;
• Срок полезного использования достигает 25 лет;
• Могут быть установлены не только на кровле любого типа, но и даже на земле;
• Высококачественные системы.

Стоимость солнечных батарей на крышу

Конечно, покупка солнечных батарей обойдется «в копеечку». Данный вид кровельного оборудования может напугать солидной стоимостью, однако не стоит забывать о том, что вложения окупятся довольно скоро, а это значит, что в итоге получение электроэнергии будет бесплатным.

Чтобы окончательно разобраться в целесообразности покупки такого товара, нужно просто сравнить цены стационарной сети и солнечной батареи:

1. Чтобы подключить дом к стационарной сети необходимо будет заплатить примерно 15 500 рублей за один киловатт, что, в конечном итоге даст сумму в 300 000 (при том, что рассматриваемая мощность составляет 20 кВт). Кроме того, владельцу придется исполнить ряд специальных требований, таких как установка трансформатора;
2. Размер солнечной батареи — 65х100 см. Стоит такая батарея порядка 12 000 рублей. Для обеспечения дома электричеством понадобится в среднем от восьми до десяти модулей. Необходимо учесть, что для обеспечения мощности в 20 кВт достаточно будет батареи в 8-9 киловатт.

Стоит задуматься – заплатить один раз и потреблять электроэнергию бесплатно, либо платить небольшими суммами постоянно, что в конечном итоге выльется в более крупные затраты.

На видео ниже показан процесс монтажа солнечной батарей на крыше.

Использование солнечной энергии – относительно новое изобретение человечества, в достаточной степени зарекомендовавшее себя в разных странах и широко используемое как для частных домовладений, так и в строительстве многоэтажек. Использование солнечных батарей – единовременная покупка оборудования и получение неиссякаемого источника электроэнергии на долгие годы, который, к тому же будет поставлять эту энергию бесплатно. Читайте про особенности крепления металлочерепицы и правильный расчет крепежа.

Увы, но солнечные батареи все же не слишком подходят для подавляющей части территории в России. И дело тут не только в количестве солнечных дней, но и температуре, потому что надо будет сразу продумывать накопление такой энергии. Ведь ее максимальный расход, как всегда, идет в утреннее и вечернее время. Иными словами, затраты на хорошие аккумуляторы нивелируют дешевизну и доступность получение такой электроэнергии. То есть очень специфично и узко по применению.

Вообще-то вы не совсем правы. Солнечные батареи бывают разные. Вот, например, солнечные батареи для нагрева воды — отличная вещь. Мой брат установил такие, Небольшая такая батарея, зато вода горячая всегда есть, круглые сутки. На семью из 5 человек вполне хватает одной батареи. Даже зимой. А вода нагревается в специальном баке, с хорошей теплоизоляцией. Так что весь световой день вода греется, хватает обычного солнечного освещения зимой, даже в пасмурную погоду. А ночью вода в баке не остывает! Мне понравилось. Но живу я не в доме, а в квартире. В Турции, знаю, бывают солнечные батареи, которые крепят не на кровлю, а на стены домов. Поэтому их можно использовать даже в многоквартирных домах, как на крышах, так и на стенах. И тоже эти батареи дают горячую воду. Видел как-то в интернете немецкую технологию. Так там сама крыша представляет собой солнечную батарею. Как для согрева воды работает, так и для выработки электричества. А от такой крыши — немцы обещают вроде в своей рекламе — можно обогревать дом, а не только для хозяйства горячую воду использовать. Так что, мечтаю пока о солнечных батареях….

По мне так есть смысл в солнечных батареях, ведь никогда не знаешь когда могут свет вдруг отключить, а иметь альтернативное питание на всякий случай всегда хорошо, особенно зимой, поэтому сам бы себе с радостью установил солнечные батареи, но жаль они дороговаты для меня, да и как их устанавливать я особо не знаю.

На мой взгляд, в нашей стране установка солнечных батарей не выгодна. Мы не обладаем таким количеством нужного света для выработки электроэнергии. Зимой и осенью часто пасмурно. Солнце яркое только в морозную погоду и летом в знойную жару. Смысл от их установки? Вы можете конечно выбрать батареи для «понта». Окупать их установку будете долго.

Установка солнечных батарей на крышу дома — полезные советы

Купить солнечную батарею — не главное, главное — правильная ее установка.

Мало купить солнечные батареи – нужно правильно их смонтировать и учесть несколько важных моментов, чтобы даже изделия «настоящих китайских мастеров» могли выдавать свои заявленные изготовителями характеристики.

Оговоримся сразу – будем рассматривать варианты установки солнечной батареи и солнечного коллектора. Первая производит электрический ток, а второй – тепло. Однако устанавливать их можно, руководствуясь одними и теми же правилами.

Установка солнечного коллектора производится по тем же правилам, что и установка солнечной батареи.

Варианты установки солнечных батарей

Установка солнечных батарей возможна в нескольких местах:

1. Крыша дома любой конфигурации, кроме скатных крыш, имеющих наклон более 40 градусов.

2. Стены дома. Они по умолчания вертикальные (90 градусов к плоскости земли).

3. Поверхность земли либо невысокие хозяйственные постройки с плоской крышей.

Рассмотрим первый из этих вариантов, и сразу решим – какие плюсы, и какие минусы у него есть, и что учесть при монтаже для варианта «крыша».

Чтобы правильно установить солнечную батарею на стены дома – читайте другую статью на сайте.

Вариант с поверхностью земли и вариант с установкой на плоскую крышу невысокого строения пока не рассматриваем, так как снежный покров на значительной территории России сведет на нет все усилия по установке. А чтобы установка работала, придется нанимать отдельного дворника со снеговой лопатой и метлой.

Такая установка солнечный батарей на земле на территории Урала и Сибири «не пройдет».

Что говорят ученые про солнечные батареи

Лирическое отступление (цитата из учебника по солнечной энергетике):

«В последние годы, когда постоянно растет плата за отопление, актуальным становится вопрос о поиске альтернативных источниках тепла. Конечно, можно по старинке отапливать дом дровами или углем. Но можно обратиться к новейшим разработкам. Так, например, в южных странах широкое распространение получили именно солнечные батареи. В российских регионах с большим количеством солнечных дней и теплым климатом их тоже можно применять. Работают они за счет полупроводников, преобразующих энергию солнца в постоянный ток.

Чтобы солнечные батареи (выработка электроэнергии) и солнечные коллекторы (выработка тепла) служили долго и без проблем, нужно принять во внимание несколько факторов. Это особенности местного климата, количество необходимой энергии и тепла, финансовые возможности.

Солнечная батарея может обеспечить до 100 % всей потребности домохозяйства в электричестве. Солнечный коллектор может обеспечивать до 45-85% всей необходимой потребности домохозяйства в тепле. Если этот процент ниже, устанавливать солнечный коллектор не имеет смысла, так как нужной эффективности не будет, а денежные затраты не окупятся.

Установка солнечной батареи – это дело специализированной организации, монтаж осуществляют высококвалифицированные специалисты, которые точно спроектируют установку, вычислят ее мощности, настроят в соответствии с особенностями погоды».

Учебник написан в 1995 году, однако, с тех пор климатические условия совсем не изменились. Так что примем данные из книги как факт.

Правила установки солнечных батарей и коллекторов

Основные правила установки солнечной батареи на крышу следуют из правил монтажа любой конструкции на крыше здания, будь то антенна или дымоход .

Сначала нужно проверить, не создаст ли батарея дополнительную нагрузку на кровлю. Стоять там она должна обязательно под углом в 30-40 градусов под углом к плоской кровле высокого здания. Для скатной крыши, размещение оборудования на ней зависит от ее угла. Батарея также должна быть устойчивой к сильным порывам ветра.

Крепить батарею лучше на рамную конструкцию, основу которой составляют трубы замкнутого профиля (минимум 25 Х 25 миллиметров). В случае установки солнечной батареи или солнечного коллектора большой площади, естественно, нужно увеличивать сечение труб рамы.

На этом фото солнечный коллектор установлен верно, а батареи — нет.

Еще один вариант установки — без кронштейна.

Самый простой вариант — монтировать солнечную батарею на крыше в 40 градусов.

Можно вот так устанавливать солнечные батареи на высокой штанге над землей.

При таком варианте установки солнечные батареи будут все время занесены снегом.

Солнечные батареи на крыше нужно также мыть.

Вообще, солнечный коллектор более устойчив к ветровым нагрузкам, нежели тонкопленочные солнечные батареи. Однако и тем, и другим требуется защита от сходящего со скатной кровли снега. Перед каждым кронштейном (рамой), на который крепится батарея или коллектор, следует установить трубчатый снегозадержатель. Еще лучше обеспечить кронштейн снегорассекателем, который позволит снегу с крыши сходить естественным образом, но защитит батарею или коллектор от механических повреждений.

PS. И да, конечно же вы помните, что устанавливать солнечные батареи или солнечный коллектор нужно на южном скате кровли вашего дома.

На фото ниже «китайские товарищи» монтируют солнечные батареи на кронштейнах — есть возможность подсмотреть интересные моменты.

Источники: http://okrovle.com/ustrojstvo-krysh/krysha-iz-solnechnyh-batarej.html, http://fineroofs.com/elementy-kryshi/solnechnye-batarei/solnechnye-batarei-na-kryshe.html, http://dompraktika.ru/ustanovka-solnechnyx-batarej-na-kryshu-doma-poleznye-sovety/

Как вам статья?