Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.
Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.
Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.
С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.
Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.
Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.
С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.
В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.
Преимущества и недостатки эксплуатации солнечных батарей
Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.
Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.
В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.
Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.
При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.
Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.
Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.
Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.
Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.
Поэтому конструкцию системы рекомендуется монтировать своими руками на южную сторону кровли.
При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.
При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.
Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.
Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.
Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.
Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.
Стропиловку дома перед монтажом батарей рекомендуется своими руками укрепить, чтобы предотвратить падение кровли в зимнее время, когда на крыше, помимо батарей, будут наносы снега.
Виды солнечных батарей и особенности их комплектации
На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.
К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.
Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.
Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:
- вакуумный солнечный коллектор;
- прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
- насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
- емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
- электрический тэн.
Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.
Чтобы рассчитать нужную мощность установки, учитывают количество членов семьи, размер жилплощади и стандартный объем употребляемой энергии.
На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.
Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.
Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.
Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.
Общий принцип работы солнечной батареи
Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.
В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.
При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.
Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.
Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.
В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.
Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.
Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.
Видео:
При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.
Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.
Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.
Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.
При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.