Установка фильтрационная. Фильтрующий колодец: конструкция, назначение, технология устройства

Для чего нужен фильтрующий колодец в септике и как его сделать

Очистка и отвод очищенных стоков является одной из насущных проблем хозяев частных домов. При использовании выгребной ямы проблема решается периодической откачкой ямы. Если на участке используется септик или локальные очистные сооружения, то встает проблема с правильным отводом очищенной воды. Не всегда размер участка позволяет организовывать поля аэрации, поэтому грамотным решением будет использовать фильтрационный колодец для септика

Для чего служит фильтрационный колодец

Фильтрующий колодец представляет собой дополнительное сооружение в системе канализации, которое служит для доочистки и отвода сточных вод. Стоки, попадая сначала в септик, очищаются от крупных механических примесей и взвеси, осветляются, и на последней стадии попадают в фильтрующий колодец. В нем, после прохождения через фильтрующий слой, вода уходит в грунт очищенной на 80%.

Такая установка позволяет избежать постоянной откачки канализации, и прибегать к использованию техники только в случае заполнения отсека септика с твердым осадком.

Выбор фильтрационного колодца

Выбор фильтрационного колодца важный этап, так как неправильный расчет может привести либо к перерасходу материала, либо к недостатку объема колодца, что приведет к частой его откачке. Основными критериями, влияющими на правильное обустройство колодца, являются:

• уровень грунтовых вод на участке;
• присутствие водоносного горизонта на месте размещения канализации;
• близость расположения водяного колодца для водопотребления;
• вид грунта.

Обустройство колодца выполняется на почве, структура которой способствует беспрепятственной фильтрации и отводу воды. К таким типам грунта относятся:

• песок;
• супесь;
• торф.

Если попробовать установить фильтрующий колодец, например, на глинистой почве, то, скорее всего, вода из него не будет уходить, что приведет к пустой трате средств. Очень важно учитывать площадь фильтрации, от нее зависит и срок использования сооружения — чем больше площадь, тем длительнее эксплуатация.

Рекомендации по установке фильтрационного колодца

Дабы колодец эффективно выполнял свои функции, его лучше располагать на участке с грунтовыми водами, которые располагаются ниже колодезного дна. Днище сооружения должно быть выше подземных вод более чем на 1,5 м.

Если вода под землей используется как питьевая или в хозяйстве, то условия устройства сооружения нужно скорректировать, обратившись в санэпидермнадзор. Фильтрующий колодец сооружается на расстоянии от 25 м от источников питьевой воды – скважин и колодцев.

Для предохранения несущих конструкций дома от подмывания и последующего разрушения, не допускается организация таких колодцев ближе чем в 10 метрах от жилых и хозяйственных построек.

Вычисление количества фильтрационных колодцев на участке

Количество колодцев обуславливается количеством потребления воды в течение суток. Один септик, как правило, комплектуется 2-4 колодцами. Тем временем, объем самого септика должен быть в три раза больше суточного расхода воды. Например, если один человек потребляет до 250 л воды в сутки, то для семьи из 4 человек понадобится септик объемом более 3 м 3 .

Количество нагрузки на 1 м 2 фильтрационного колодца рассчитывают с учетом типа почвы (для песка – это 80 л, для супеси – не более 40). В случае если расстояние от подземных вод до колодезного днища превышает расстояние в 2 м, то нагрузку можно увеличить на 20 процентов. Также можно предусмотреть увеличение нагрузки на дачах, когда колодцы применимы, как правило, только летом.

Устройство колодца и нормативы

Сооружается фильтрационный колодец всегда без дна, т.е. нужно возвести только стены. Дно сооружения перекрывается фильтрующей загрузкой, ее еще называют донным фильтром. Стоит отметить, что следует акцентировать внимание на правильную установку трубы для отвода вод. Она должна устанавливаться на уровне выше загрузки более чем 0,15 м, чтобы воды успевали уходить через фильтр в землю, не подтапливая колодец.

Область, в которую попадает струя из сливной трубы, прокладывается антисептированным щитком из древесины, который способствует распространению строчных вод равномерно по периметру сооружения. Таким образом, можно избежать размывания фильтрующей засыпки

В качестве загрузки используются такие материалы, как щебень, гравий, керамзит, осколки кирпича, шлак. Все эти засыпки будут эффективны в работе и доступны практически всегда, поэтому их легко менять при необходимости.

В стенах сооружения проделываются отверстия диаметром не более 6 см. Отверстия необходимо выполнить по всему периметру стен в шахматном порядке, и они должны располагаться в 10 см друг от друга. Внешняя сторона колодца обсыпается материалом, использованным в качестве загрузки. Ширина слоя должна составлять примерно 50 см. Боковые отверстия позволяют увеличить производительность фильтрующего колодца.

Стены колодца можно возвести из различных материалов, которые могут оказаться под рукой у любого, например, бочка из металла, кольца из железобетона или даже покрышки. Ко всему прочему, можно обложить стены кирпичом или естественным камнем. Главное, что нужно понимать, при установке колодца, оставлять промежутки или выполнить отверстия после укладки. В данном случае, фильтрующий колодец схож с выгребной ямой без дна, о которой мы рассказывали в одной из предыдущих статей. Материалы для возведения таких колодцев можно посмотреть там.

Также, одним из современных решений является использования конического фильтрационного колодца. Он представляет собой коническую пластиковую емкость без дна, устанавливаемую узкой частью кверху. Узкая часть занимает немного места на поверхности участка и служит для засыпки фильтрующего материала, обслуживания и вентиляции колодца.

Если предусматривается установка колодца больших габаритов, то целесообразным решением будет обустройство не одного, а нескольких колодцев для септика меньших размеров вместо одного. Главное, предусмотреть удаленность источников питьевой воды от этих колодцев.

Следует укомплектовать колодец трубой для вентиляции. Ее необходимо устанавливать в перекрытии так, чтобы верхушка трубы располагалась на поверхности и оснащалась флюгаркой. Оптимальный диаметр трубы составляет 100 мм.

Устройство фильтрационного колодца для септика – это трудоемкий процесс, требующий расчетов и следования установленным нормам и правилам. Например, несоблюдения расстояний между колодезным днищем и сточными водами приведет к размыванию засыпки и снижению ее эффективности, что, впоследствии, может повлиять на устойчивость самой конструкции. Поэтому следование даже простейшим правилам поможет обустроить колодец для септика фильтрующий своими руками.

Фильтрующий колодец: конструкции, советы по устройству, видео+фото

При наличии автономного водоснабжения обязательна независимая канализация, утилизирующая бытовые стоки.

В очистной системе фильтрационный колодец занимает финишное положение, доочищая воду от загрязнений перед попаданием в грунт.

Назначение и особенности фильтрационных колодцев

Вопросы экологии и охраны окружающей среды сегодня стоят очень остро. Неочищенные сточные воды, если они будут поступать непосредственно в водоемы или грунт из внутридомовой канализации, могут послужить источником заражения воды и почвы.

Поэтому делать это категорически запрещено. Прежде чем поступить в открытые источники или уйти в землю, грязные бытовые воды должны обязательно пройти систему очистки.

Предусмотрены различные способы очищения стоков, одним из которых является поглотительный колодец, выступающий своеобразным естественным многослойным фильтром. Он удерживает в себе грязь, мусор и другие частички, и пропускающим в почву очищенную воду.

Поглотительный, он же фильтрующий, колодец — это объект канализационной системы, предназначенный для утилизации очищенной сточной воды

В схемах устройства автономной канализации поглотительный колодец устанавливают после септика, очищающего стоки на 95 %

Фильтрующий колодец используется в паре как с промышленными, так и самодельными септиками, производящими очистку серых стоков

По сути, поглотительный колодец это сливная яма, обустроенная грунтовым фильтром мощностью в 1 м

Устройство поглотительных колодцев может проводиться только в несвязных грунтах: песках, кроме мелкого и пылеватого глинистого, гравийных и щебенистых отложениях

Очищенная сточная вода, прошедшая грунтовую доочистку в поглотительном колодце должна свободно впитываться окружающими грунтами

В случае заглубления в грунты с низкими фильтрационными качествами, например в пылеватый песок или супесь, площадь поглощения увеличивают путем устройства перфорированных стенок из кирпича или бетонных колец

Другой вариант увеличения пропускной способности заключается в установке внутри перфорированной трубы, заглубленной на 1,5 — 2 м ниже условного дна грунтового фильтра

Функциональное назначение в канализации

Расположение поглотительного колодца после септика

Составная часть автономной системы очищения

Прототип поглотительного колодца

Техусловия для сооружения фильтрующего колодца

Фильтрационные качества окружающих грунтов

Перфорированные стенки поглотительного колодца

Усовершенствованная конструкция поглотителя

Отличительной особенностью фильтрующих сооружений является отсутствие герметичного дна. Внизу колодца оборудуется донный фильтр из щебня, гравия, битого кирпича и других подобных строительных материалов. Общая высота фильтрующей насыпки должна составлять до одного метра.

Фильтрующий колодец, как правило, обустраивают на участках, не оборудованных сливной канализацией, а также в местах, где поблизости отсутствуют естественные водоемы для отведения воды.

Он может использоваться в качестве самостоятельного сооружения при обустройстве дренажной системы или ливневой канализации, или для доочистки сточных вод, прошедших предварительную очистку в септике.

Функция фильтрующего колодца – пропускать поступающую по трубам жидкость через естественную систему фильтров и отводить глубоко в землю уже очищенную воду

Как работает

Работа колодца

Принцип работы системы фильтрующего колодца заключается в том, что сточные воды из дома попадают в септик (отстойная камера). Из него, таким же образом, они поступают в фильтрующую систему колодца, где после фильтрации просачиваются в грунт.

Назначение, принцип действия и состав

Его устанавливают, если разместить многокамерный вариант септика негде. Очистка стоков, направленных из дома по канализационной трубе в камеру, – задача этого сооружения.

• из заглубленной в грунт конструкции, изготовленной из кирпича или металла, бетона, полимера;
• в стене коллектора выполнены отверстия ниже линии промерзания, в которые заходят сточные магистрали из эксплуатируемых зданий;
• в основании сооружения, не имеющего дна, уложен дренажный, фильтрующий слой из песка, мелкого и крупного щебня;
• над отверстием в верхней части конструкции, до уровня земли установлена смотровая горловина с люком, через которую убирают накопившийся ил, препятствующий дренажу воды.

Сливающиеся из дома стоки по трубам поступают в отстойник и через дренажный фильтр, вода просачивается в грунт, оставляя нечистоты на дне сооружения.

При постоянной эксплуатации загородного дома устройство канализационной системы очистки стоков обязательно.

Параметры грунта

1. Для нормального функционирования грунтовые воды должны проходить ниже уровня фильтрующего колодца, не меньше чем на 0,5 м.
2. Основание необходимо сделать, наоборот, выше места их прохождения.
3. Важным критерием для строительства фильтрующей системы будет необходимость его расположения ниже точки промерзания почвы (для регионов находящихся в средней полосе России это от 1,5 до 2 метров).
4. Если на месте строительства уровень грунтовых вод очень высок, то лучше для работ подыскать другое место.

Материалы для донного фильтра

Для начала перечислим их:

• песок;
• галька;
• гравий;
• щебень;
• шунгит;
• жадеит.

Речной песок – засыпка мелкой фракции. Как понятно из названия, добывается в карьерах, устроенных на русле реки. Хороший песок для донного фильтра содержит много кварца и мало глины, ила и прочих примесей. Для этого материал перед засыпкой в колодец следует подготовить в соответствии с инструкцией.

Добыча речного песка

Шаг 1. Засыпьте песок в достаточно крупную емкость на одну треть ее высоты.

Шаг 2. Залейте его большим количеством воды.

Песок заливается водой

Шаг 3. При помощи палки или прута размешайте воду с песком до состояния однородной жидкости.

Шаг 4. Оставьте емкость, выждав от 30 до 60 секунд. Тяжелый песок осядет на дно, а примеси останутся взвешенными в воде.

Шаг 5. Аккуратно слейте воду.

Шаг 6. Повторите предыдущие шаги с тем же песком до трех раз, в зависимости от состояния материала. После этого песок можно считать промытым.

Совет! В некоторых случаях вместо песка можно использовать геотекстиль, укладываемый под или поверх остальной засыпки, в зависимости от типа донного фильтра для колодца.

Галька – камешки округлой формы, которую они получают в процессе соударения друг с другом на дне или берегу водоемов. Сильно различаются по своим размерам (от 1 до 15 см), потому могут выступать в качестве засыпки и крупной, и средней фракции. Галька не имеет каких-либо проблем с собственным радиационным фоном, ее можно использовать для донного фильтра колодца без опасений. Перед засыпкой материал нуждается в промывке, осуществляемой почти по тому же принципу, что и с песком.

Галька средней фракции

Гравий – осадочная горная порода, применяется в качестве засыпки средней фракции. Материал отличается рыхлостью, пористостью и свойством впитывать в себя различные вещества, выступая в донном фильтре в роли адсорбента. Но за таким преимуществом гравия стоит серьезный недостаток – необходимость регулярно заменять засыпку, чтобы она не отдавала в колодезную воду вобранные ранее вредные вещества.

Важно! При покупке гравия обращайте внимание на то, откуда он. Использовать материал, бывший ранее в употреблении, крайне нежелательно – неизвестно, что он адсорбировал в себя за предыдущие годы и как это повлияет на качество воды.

Щебень – средние и большие камешки, образованные путем дробления горных пород, валунов или отходов металлургического производства. В донных фильтрах для колодца применяется в качестве засыпки крупой фракции на самом верху или снизу, в зависимости от выбранной конструкции. Покупая щебень, обязательно запросите сертификат, подтверждающий безопасность материала с точки зрения естественной радиоактивности.

Шунгит – горная порода, образованная древними донными отложениями органики. Впоследствии претерпел процессы окаменения, подвергался воздействию высокого давления и температуры в естественных условиях. Шунгит имеет черный или серый цвет, является хорошим адсорбентом. Используется в качестве наполнителя средней фракции вместо гравия. Впитывает в себя вредные вещества, тем самым очищая от них воду. Как и гравий, требует регулярной замены. Перед укладкой промойте материал от шунгитовой пыли либо дайте ей осесть на дно в самом колодце, не пользуясь им в течение суток после засыпки донного фильтра.

Важно! При выборе данного минерала будьте осторожны – некоторые недобросовестные продавцы продают не шунгит, а шунгизит. Оба материала внешне похожи, но последний не обладает полезными свойствами первого.

Жадеит – натрий-алюминиевый силикат, внешне напоминает зеленоватым цветом нефрит. Используется в качестве засыпки крупной фракции. Жадеит химически инертен с водой, то есть, не вступает с ней в реакции. Чаще всего используется в качестве камней для банных печей, потому ищите его в соответствующих отделах строительных магазинов.

Цены на жадеит

Видео — Установка донного фильтра для колодца с шунгитом

Как установить солнечные батареи для дома?

В связи с постоянным повышением тарифов на энергоносители и стимуляцией зеленой энергетики в ряде государств, для обывателей стал актуальным вопрос организации собственной солнечной электростанции. Для чего многими владельцами частных территорий и квартир осуществляется установка солнечных батарей для дома. Но далеко не все автономные источники выдают ожидаемые от них результаты, а некоторые вообще не функционируют. Поэтому далее мы рассмотрим основные нюансы использования солнечных батарей и детальный алгоритм установки, что позволит вам добиться максимального эффекта.

Что следует учесть на этапе проектирования?

Перед тем как установить автономную электростанцию, важно выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и комплектующего оборудования. Если вы собираетесь использовать домашнюю электростанцию для выработки электроэнергии номиналом в 220 В, то вам понадобятся такие элементы:

Рис. 1: устройство солнечной электростанции

• Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м 2 площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
• Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
• Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
• Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции. Рис. 2. Принцип реализации солнечной электроэнергии
• Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

Несмотря на важность каждого элемента домашнего генератора свободной энергии, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого будет зависеть и продуктивность, и качество работы всей системы.

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

• С поликристаллическим модулем – отличаются стабильными показателями генерации, не зависимо от интенсивности солнечных лучей. Также солнечные батареи на основе поликристаллического кремния отличаются сравнительно небольшим КПД – от 9 до 18%, в зависимости от производителя. Со временем КПД не снижается, но к недостаткам поликристаллических элементов следует отнести сравнительно небольшой срок службы – порядка 10 лет.
• С монокристаллическим модулем – такие панели неравномерно вырабатывают электричество в солнечную и пасмурную погоду, теряют мощность со временем эксплуатации. Но КПД автономного электроснабжения на основе монокристаллического кремния находится в пределах от 12 до 25%. А срок службы монокристаллических панелей составляет порядка 25 лет. Рис. 3. поликристаллический и монокристаллический модуль
• С аморфными кристаллами – используются в гибких пластинах, отличаются довольно низким КПД – порядка 6%. Максимальная мощность, заявляемая производителем, значительно снижается со временем эксплуатации и может упасть на 20 – 40%. Срок службы довольно низкий – не более 5 лет. Рис. 4: аморфный модуль

Выбор места и способа установки

Оптимальная генерация электрического тока обеспечивается при условии попадания достаточного количества солнечного света на поверхность панели, поэтому близлежащие постройки и деревья не должны ее затенять. То же касается и способа размещения их друг относительно друга – верхние или боковые панели не должны закрывать собой соседние. Оптимальная выработка электроэнергии достигается при перпендикулярном попадании лучей на фотоэлектрический преобразователь, что тоже должно учитываться при выборе места.

Наиболее часто для установки солнечных батарей используются:

• Крыши зданий – в зависимости от угла наклона, солнечные батареи могут располагаться как непосредственно на кровле, так и на специальной конструкции. Но далеко не каждый угол наклона подойдет для получения электричества, оптимальным считается от 0° до 40°. Рис. 5: солнечная батарея на крыше здания
• Отдельно стоящие опоры – подходят для дома с приусадебным участком, на котором есть место под дополнительную конструкцию. Рис. 6: отдельно стоящие солнечные батареи
• Стены – несмотря на горизонтальное положение, панель крепиться к наклонному каркасу. Рис. 7: солнечная батарея на стенах зданий
• Лоджия или балкон – для покрытия фотоэлементами подходят как стены, так и крыша. Рис. 8: солнечная батарея на балконе

Помимо открытого пространства, не забывайте, что выбранная конструкция должна выдерживать и вес солнечной батареи. Это особенно актуально для строящихся или модернизируемых зданий, дабы та же крыша не провалилась под весом домашней электростанции, солнечного коллектора и прочего крышевого оборудования. По отношению к сторонам света ее устанавливают с юга. Расположенные на земле, обязательно приподымаются над поверхностью грунта не менее чем на полметра.

Заметьте, скопление на солнечном модуле пыли, снега, листьев, продуктов жизнедеятельности животных и насекомых существенно снижает эффективность их работы. Поэтому место установки должно предусматривать возможность ухода и периодического технического обслуживания.

Этапы установки солнечных батарей

После того, как вы заготовили все необходимое для домашней электростанции, подобрали место и составили схему расположения панелей, переходите непосредственно к установке. Для этого:

• Соберите каркас – для этого подойдут любые прочные материалы (сталь, алюминий или дерево). Желательно использовать долговечные варианты, так как электростанция прослужит вам не один год. Рис. 9: Соберите каркас

В зависимости от места установки их можно изготавливать и собирать отдельно от монтажной площадки, но размеры должны учитывать габариты панелей заранее. Между крышей и батареей обязательно оставляйте воздушный зазор для вентиляции.

• Если модули в панелях не спаяны между собой, обязательно произведите данную процедуру. Выполняйте ее крайне аккуратно, так как хрупкие детали можно легко повредить. Рис. 10: спаяйте модули

Если вы приобрели готовые панели, в которых ничего спаивать не нужно, сразу переходите к монтажу.

• Установка готовых солнечных батарей не требует дополнительных манипуляций – главное надежно зафиксировать их на каркасе. Рис. 11: установите панели

Если вы собираете их из модулей, изготовьте основание из диэлектрического материала с отверстиями для вентиляции, установите клеевую основу и закройте герметичной прозрачной крышкой.

• Припаяйте соединительные провода – панели между собой могут соединяться как последовательно, так и параллельно, но главное, не забудьте установить запирающий диод в цепь питания каждой из них. Это предотвратит обратный разряд аккумулятора в цепь модуля после захода солнца.
• Подключите солнечную батарею к остальным элементам домашней электростанции.

Следует отметить, что положение солнца летом и зимой кардинально отличается, поэтому весьма эффективно выполнять регулировку угла наклона. Для этого можно предусмотреть соответствующий подвижный механизм в каркасе или опорном кронштейне.

Установка солнечных батарей: что нужно знать новичкам

1. Комбинированный подход
2. Солнечные батареи для дома: типичные ошибки новичков
3. Ошибка первая: жадность
4. Ошибка вторая: неправильный выбор рабочего напряжения солнечной батареи
5. Ошибка третья: надежды на инверторы
6. Ошибка четвертая: выбор АКБ
7. Ошибка пятая: неверная установка солнечных батарей
8. Вместо заключения

Использование энергии солнца давно успешно применяется человечеством: от примитивного нагревания воды до супер современных солнечных электростанций и автономных зарядных устройств для гаджетов. Скоро зима, самое время попробовать воспользоваться альтернативным источником энергии и начать экономить! А снег? Спросите Вы. Так вот, устанавливать солнечные батареи для дома выгодно и эффективно именно зимой или ранней весной. Заинтригованы?

Дело в том, что ясные морозные дни способствуют увеличению коэффициента полезного действия солнечных элементов. К тому же, снег дополнительно отражает около 80 % солнечного света. Итак, при грамотной установке солнечных панелей, в снежное время года, они отдают максимальный ток. В таком случае можно обойтись минимальной мощностью. А с увеличением продолжительности светового дня, может случиться так, что этой мощности Вам достаточно.

Комбинированный подход

На случай, если в Вашем жилище комбинированное использование энергии. То есть, кроме альтернативного варианта, задействовано привычное топливо, например, газ, то впору задуматься о качественном учете расходуемого газа. Можно, конечно, воспользоваться услугами компаний, где осуществляется продажа счетчиков газа с магнитом. Однако, проще установить дополнительный модуль солнечных батарей и не только экономить на электроэнергии, но и использовать, и даже сохранять, энергию солнца совершенно бесплатно.

Солнечные батареи для дома: типичные ошибки новичков

При установке систем альтернативных источников энергии впервые, многие обращаются в компании по установке солнечных батарей. Если Вы новичок в этом вопросе, то прочтите, пожалуйста, статью до конца. И постарайтесь, научиться на чужих ошибках.

Ошибка первая: жадность

Самой распространенной ошибкой новичков при установке альтернативного источника энергии является желание заполучить систему определенной мощности. Ну, к примеру: чтобы хватило и на телевизор, и на холодильник и еще много на что. В этом случае, Вы заплатите не менее 150 тысяч рублей только за саму гелиосистему. Не забудьте прибавить оплату за монтаж. А прослужит такая установка не более года.

Оказывается, не стоит жадничать и торопиться. Так как система модульная, то без особых проблем можно добавлять солнечные батареи и аккумуляторы по мере необходимости и по мере роста Ваших потребностей, а не по желанию продавца. Нет никакой нужды одномоментно платить за солнечную систему максимально необходимой мощности.

Целесообразно купить солнечную батарею минимально-требуемой мощности в феврале или ранней весной. Опробовать и проверить систему на деле, набраться опыта по рациональному использованию. А уже осенью добавить необходимое количество модулей, увеличив площадь солнечных батарей (желательно эту возможность заранее предусмотреть!). Причем, выполнить работу по монтажу можно будет и самостоятельно. Тем более, что Вы уже видели как это делается. К слову, в осенне-зимний период возможны существенные скидки. Между прочим, солнечные батареи на 12 вольт легко помещаются на заднем сидении легкового автомобиля.

Ошибка вторая: неправильный выбор рабочего напряжения солнечной батареи

При установке солнечных батарей, следует грамотно подобрать рабочее напряжение и соответствующие аккумуляторы. Так, установив солнечные батареи на 24 или 48 вольт Вы испытаете ряд неудобств:

• необходимость тщательного подбора одинаковых аккумуляторов (поскольку нельзя подключать последовательно АКБ разных производителей, неодинаковой емкости и даты выпуска. То есть придется приобретать аккумуляторы попарно!
• приобретение энергосберегающих светодиодных ламп на 24 вольта, а тем более на 48 вольт затруднительно
• придется отказаться от унифицированных электрических устройств на 12 вольт (а это: сигнализация, насосы, зарядки для телефонов, радиоприемники и т. п. приборы)

Ошибка третья: надежды на инверторы

Еще одна распространенная ошибка новичков, устанавливающих солнечные батареи для дома: запитать все через инвертор, то есть одна сеть с напряжением 220 вольт. Но поскольку кпд инверторов, в реальной жизни всего 75-80%, то лучше предусмотреть гибридную проводку: 12В и 220В. Кстати, ее можно запустить в одном кабеле. И теперь, все что может работать от 12В, пусть запитывается от 12В на здоровье (а это: освещение, телевизор, спутник и многое другое). Такое решение сократит потери энергии более чем на 30 %. Тем самым снизит мощность солнечных батарей и емкость АКБ.

И помните: включайте инвертор, только для работы с оборудованием, которому не подходит 12В. Однако, даже шуруповерт спокойно может работать от 12В.

Ошибка четвертая: выбор АКБ

Впервые устанавливая солнечные батареи для дома стоит остерегаться, когда Вам «впихивают» всевозможные модели аккумуляторов глубокого разряда. Таких не существует, за исключением щелочных, которые устанавливали раньше на тепловозы и электрокары. Особо следует отметить гелевые аккумуляторы. Мало того, что стоят они недешево, но с учетом следующих факторов, их не следует применять в принципе, а именно:

1. в силу гелевого состояния электролита, такие аккумуляторы плохо вступают в электро-химический процесс
2. при отрицательных температурах окружающего пространства, гель переходит в состояние парафина. Сами посудите, что из этого выйдет в морозную погоду

Устанавливая солнечные батареи для дома, используйте обычные недорогие, проверенные временем модели аккумуляторов. Подойдут даже б/у стартерные аккумуляторы, снятые с автомобиля. Такие устройства безотказно проработают еще лет 5-7. Поскольку здесь более комфортные условия, чем под капотом авто: нет перегрева (100 градусов в летний зной), огромных значений стартерных токов и вибрации. Благодаря статичности со дна аккумуляторов не поднимается шлам, нарушающий режим работы АКБ.

Ошибка пятая: неверная установка солнечных батарей

Солнечные батареи для дома будут работать эффективно, если грамотно и правильно их установить. Существует ряд нюансов, не соблюдая которые никогда не получится сэкономить на использовании альтернативной энергии:

• несоблюдение азимута
• невыверенный угол наклона модулей
• отсутствие контроля температурного режима

Вместо заключения

Итак, решив установить солнечные батареи для дома и воспользоваться услугами соответствующих компаний, поинтересуйтесь у них информацией о выполненных проектах. Поверьте, у мало-мальски профессиональных организаций обязательно есть такие. Не соглашайтесь на отговорки: «Не удобно!», или «Нет под рукой…» Не поленитесь, свяжитесь с бывшими заказчиками и проанализируйте услышанное, а лучше увиденное. (Довольный клиент, как правило, легко делится хорошим результатом!). Помните, прежде чем расстаться с приличной суммой денег, стоит узнать как можно больше о тех, кому Вы ее планируете заплатить.

Тонкости процесса установки солнечных батарей

1. Особенности
2. Схема подключения
3. Монтаж
4. Советы

Альтернативные источники получения энергии в последние десятилетия становятся все более популярными, особенно распространены солнечные батареи. Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло. Именно поэтому производители не смогли обойти такой уникальный природный дар и создали солнечные батареи, которые эффективно собирают и аккумулируют энергию нашего главного светила.

Особенности

В наши дни максимальное распространение имеют батареи на базе фотоэлектрических поликристаллов. Такие модели отличаются оптимальным сочетанием стоимости и объемом выделяемой энергии, они характеризуются насыщенно-синей окраской и кристаллической структурой основных элементов. Они очень просты в монтаже, ведь справиться с их установкой в своем частном доме и на дачном участке сможет даже мастер без большого опыта работы. Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности.

По своему КПД они эффективнее, чем поликристаллические модификации, однако, их стоимость гораздо выше, а монтаж значительно сложнее. Такие панели характеризуются многоугольной формой заполняющих элементов.

Солнечные батареи, которые изготовлены с использованием аморфного кремния, отличаются довольно низкой эффективностью. Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. На данный момент подобные изделия составляют 85% рынка. Они не могут похвастаться высокой мощностью и модификации из теллурида кадмия, в основе их производства лежит высокотехнологичная пленочная методика: несколько сотен микрометров вещества наносят тончайшим слоем на прочную поверхность. Примечательно, что при очень низком уровне эффективности изделия его мощность довольно высокая.

Еще одним вариантом батарей, работающих от солнечной энергии, являются разновидности на базе полупроводника CIGS. Как и предыдущий вариант, они производятся по пленочной технологии, однако, показатель их эффективности гораздо выше. Отдельно стоит остановиться на механизме работы солнечных источников тепла и света. Главное – это четко осознавать, что общее количество вырабатываемой энергии никак не может находиться в зависимости от степени эффективности самого устройства, поскольку обычно все типы подобных устройств дают примерно идентичную мощность. Основная разница состоит лишь в том, что панели, которые имеют максимальную эффективность, требуют меньше места для своей установки.

К примеру, 8 квадратных метров монокристаллических изделий дают 1 кВт энергии, а вот для получения этого же количества тепла батареям из кремния потребуется уже 20 кв. м. Ну и, конечно же, интенсивность и время воздействия солнечного света оказывает большое значение на окончательную выработку тепла.

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

• экологичность установки;
• длительный срок использования, на протяжении которого эксплуатационные особенности панелей остаются неизменно высокими;
• технологии довольно редко ломаются, поэтому не нуждаются в сервисном и техническом обслуживании, а также дорогостоящем ремонте;
• использование батарей на основе энергии солнца позволяет сократить расходы на электричество и газ в доме;
• солнечные батареи отличаются исключительной простотой в использовании.

Впрочем, без недостатков тоже не обошлось, среди наиболее существенных можно обозначить следующие:

• высокая сцена панелей;
• потребность в установке разнообразного дополнительного оборудования для эффективной синхронизации энергии, получаемой от батареи, и того что получается от традиционных источников;
• панели не могут использоваться в контакте с такими приборами, которые требуют высоких мощностей.

Схема подключения

Энергия, которая вырабатывается солнечными батареями, не имеет технической возможности напрямую использоваться для работы каких-либо электрических приборов. Для выделения необходимого для работы напряжения используют своеобразные инверторы, расположенные между панелью и основной сетью потребления.

При этом нужно знать три основных типа подключения солнечных панелей.

• Автономное подключение. Этот вариант чаще других применяется в тех территориальных зонах, где отсутствует какая-либо централизованная сеть электроснабжения. В этом случае конструкцию формируют аккумуляторные высокомощные батареи. Принцип их работы состоит в накапливании внутри себя энергии в светлое время. Когда наступает время недостаточного освещения, накопленные потоки и перенаправляются в сеть.

• Резервное подключение. Этот способ оптимален в местах, где проведено централизованное электроснабжение через сеть переменного тока. Создание резервной системы получения энергии в данном случае используется как запасной вариант, потребность в котором может возникнуть в случае аварийных ситуаций. Перебои с электроснабжением – это далеко не редкость для дачи и в загородных хозяйствах и территориях, поэтому многие домовладельцы создают дополнительные возможности получения тепла и света.
• Последовательное подключение к сети. Чтобы подключить систему к электросети, этот метод предполагает формирование избыточной солнечной энергии и ее дальнейшего поступления в сеть для окончательной продажи.

Монтаж

Солнечные панели крепятся на особую конструкцию, соединение с которой обуславливают способность фотоэлементов выдерживать любые неблагоприятные атмосферные воздействия, такие как сильный ветер, дождь или снег, а также способствует формированию корректного угла наклона.

Такая конструкция представлена в продаже в следующих вариантах:

• наклонная – подобные системы оптимальны для монтажа на скатной кровле;
• горизонтальная – эта конструкция крепится к плоским крышам;
• свободностоящая – установить батареи подобного типа можно на крышах различного типа и размера.

Непосредственно процесс установки батарей проводится по следующей схеме:

• для крепления каркаса панели необходимы угольники из металла размером 50х50 мм, а кроме того, потребуются угольники 25х25 мм, которые используют для распорных перекладин. Присутствие этих деталей позволяет добиться требуемой крепости и надежной устойчивости опорной конструкции, а также придает требуемую степень наклона;
• нужно собрать каркас, для этого понадобятся болты размером 6 и 8 м;
• конструкция крепится под покрытие кровли при помощи 12-миллиметровых шпилек;
• в подготовленных угольниках формируются небольшие отверстия, в них закрепляются панели, а для более прочного сцепления следует применять шурупы;
• во время монтажных работ следует особенное внимание уделить каркасу – в нем не должны возникать какие-либо перекосы. В противном случае может возникнуть перенапряжение системы, которое приведет к растрескиванию стекол.

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Единственным исключением является то, что каркас крепится на наклонной плоскости. Он монтируется между основной несущей стеной здания и торцом строения, обязательно на солнечной стороне. Самостоятельная сборка и установка солнечных батарей всех типов не требует опыта ведения строительных работ, однако, некоторые навыки монтажных работ все-таки потребуются. Если есть желание, то можно смело заняться установкой самостоятельно, однако, перед этим было бы неплохо почитать специальную литературу об особенностях установки палей и изучить мастер-классы, которые имеются в интернете, ну и, конечно же, запастись необходимыми инструментами.

Плюсы от работы своими руками очевидны – это экономия немалых денег на услугах специалистов, а также колоссальный опыт, который, возможно, понадобится в дальнейшем. В то же время если личных способностей окажется недостаточно, то можно не только потерять время, но и стать причиной поломки панелей либо их низкой эффективности.

Следует учитывать, что только специалисты могут оказать по-настоящему квалифицированную помощь по монтажу модулей конструкции. В случае поломок они будут нести ответственность за ремонт и замену вышедшего из строя оборудования.

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

• Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры. В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
• Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.

• Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей. Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения. К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
• Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.

• Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
• На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор.

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Как правильно установить солнечные панели и подобрать комплектующие

Солнечная батарея – вещь полезная. Можно, к примеру, взять ее с собой на рыбалку и при первых лучах солнца зарядить от нее телефон. Или установить на крышу несколько солнечных панелей и забыть о счете за электроэнергию.

Но у солнечной батареи есть существенный недостаток, обусловленный ее базовым принципом действия – она может вырабатывать электроэнергию только при наличии солнца. Ночью, к сожалению, она «засыпает» и оставляет ваши электроприборы на произвол судьбы. Как же выйти из этой ситуации, чтобы можно было пользоваться благами технического прогресса круглосуточно? Конечно же, тут на помощь приходят аккумуляторы, которые при дневном свете заряжаются от солнечных панелей, а после наступления темноты отдают энергию электроприборам. Однако аккумуляторы – вещь капризная. Они не любят зарядки сверх паспортных данных, а также многие из них не любят полностью разряжаться. При нарушении режимов зарядки-разрядки они выходят из строя раньше положенного срока. Для того, чтобы снять и эту проблему, разработали специальные приборы, которые контролируют работу аккумуляторов и солнечных батарей. Они так и называются – контроллеры.

Как известно, солнечная батарея вырабатывает постоянное напряжение. Аккумулятор также работает с постоянным напряжением. А как же быть в случае, если нужно подключить к электричеству телевизор или холодильник? Они же работают от переменного напряжения, да еще и намного большей величины, чем вырабатывает солнечная батарея. К примеру, ваша солнечная батарея и аккумулятор рассчитаны на работу с 24 Вольтами постоянного напряжения, а вы хотите включить стационарный компьютер, который рассчитан на подключение к обычному сетевому напряжению! Для выхода из этого положения существуют преобразователи напряжения, именуемые инверторами. Аналогичные инверторы применяются в автомобилях. В автомобилях они превращают 12 вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Таким образом, для полноценного функционирования вашей солнечной электростанции необходимо иметь четыре компонента – солнечные панели, аккумуляторы, контроллер и инвертор. Ну и коммуникационные кабели, которые это все соединят воедино.

Основы

Солнечные панели следует установить таким образом, чтобы максимально взять свет от движущегося солнца. Следует учесть, что зимой солнце проходит почти над самым горизонтом, а летом поднимается практически к зениту. Например, если смонтировать солнечные панели на пологой крыше типа «шале», распространённой в Скандинавии, то их зимой просто заметет снегом, а если и не заметет, то, лучи солнца будут проходить по касательной и батарея будет развивать незначительную мощность. Если расположить их на крутой кровле, то панель будет малоэффективна в полдень. Из чего следует, что если направить солнечные панели на юг и наклонить под углом 45 градусов, то она в течение года суммарно поглотит наибольшее количество света, поскольку будут захватывать и горизонтальные лучи при восходе и заходе солнца и дневные вертикальные. Из этих рассуждений можно сделать вывод, что в течение года и суток, солнце располагается в зените гораздо реже, нежели над горизонтом, из чего следует, что солнечные панели оптимально располагать под углом 45-60 градусов к поверхности земли. Тогда они захватят свет и от зимнего низкого солнца, и от летнего восходяще-заходящего. По касательной будут проходить только лучи летнего полуденного солнца, но это именно то жаркое и светлое время, время, когда потребность в энергии минимальна. Эти выводы относится к средним широтам, ибо если вы обитаете на экваторе, то там нет сезонных изменений положения солнца, на экваторе они проходит по зениту, строго по линии север-юг и там совсем другие ориентации.

Если солнечные панели устанавливаются не на крыше, а в местах с легким доступом, например, на площадке возле дома, то можно их смонтировать таким образом, чтобы получить возможность изменять угол наклона с зимнего на летний режим. Следует позаботиться о надежности крепежа, поскольку солнечные батареи имеют высокую парусность и могут быть повреждены сильным ветром. Кроме того, должна быть обеспечена возможность очистки панелей от пыли, так как пыль резко снижает производительность системы.

Для установки солнечных панелей на пологих кровлях используют крепежные системы, называемые балластными. Они позволяют устанавливать требуемый угол наклона и изготовлены из специального нержавеющего профиля.

Если есть возможность применить достаточно большое количество солнечных панелей, их устанавливают с разной ориентацией по сторонам света и по углу наклона – часть из них следует направить на восток и запад, близко к вертикальному положению, а часть на их на юг, но более полого. Тогда в первую треть светового дня максимальную нагрузку несут панели, ориентированные на юго-восток и с наклоном 45 градусов, во вторую треть работают панели, направленные на юг и смотрящие почти в зенит, и остаток дня дорабатывают панели, направленные на заходящее солнце.

Варианты соединения

Если используется несколько солнечных батарей, то их нужно соединить в общую батарею. Солнечные панели можно соединять по-разному, в зависимости от того, какое выходное напряжение и мощность вам нужны.

Если соединить их параллельно, то есть все минусы соединить в одну точку, а все плюсы в другую, то напряжение на клеммах останется таким же, как и у одной солнечной батареи, но ток увеличится ровно во столько раз, сколько штук панелей вы соединили. Соответственно, во столько же раз увеличится мощность системы, поскольку мощность рассчитывается по формуле P= U ⋅ I, где P – мощность в Ваттах, U – напряжение в Вольтах, а I – ток в Амперах.

Если соединить их последовательно, то есть, плюс к минусу последующей, то напряжение системы вырастет во столько же раз, сколько солнечных батарей в системе. Мощность также вырастет за счет увеличения напряжения, по той же формуле P= U ⋅ I.

При последовательно-параллельном включении также возникают различные комбинации напряжений и мощностей. Например, 4 солнечных панели, соединенные последовательно-параллельно, выдают в 4 раза большую мощность, чем одна панель, в 2 раза большее напряжение и в 2 раза больший ток.

Если в системе используется аккумуляторы на 12 Вольт, и солнечные батареи на 12 Вольт, то они, конечно же соединяются параллельно, чтобы напряжение осталось неизменным, а именно 12 Вольт, а ток увеличился. В случае, если вольтаж солнечных батарей и аккумулятора не совпадают, то может быть использованы последовательные, параллельные, а также последовательно-параллельные соединения солнечных панелей или аккумуляторов. Например, солнечную панель на 48 Вольт можно нагрузить на четыре 12-Вольтных аккумулятора, соединенных последовательно.

Итак, вывод: параллельное соединение поднимает мощность за счет увеличения тока, последовательное – за счет увеличения напряжения, а последовательно-параллельное за счет одновременного увеличения и тока, и напряжения. Это все справедливое, если солнечные батареи смотрят в одну точку. Если они ориентированы в разные стороны света, напряжения и токи на каждой из них будут различные.

Выбор контроллера

При комбинировании солнечных панелей и аккумуляторов следует не забывать о соответствии их напряжений напряжению контроллера.

Контроллеры непрерывно совершенствуются, многие современные контроллеры снабжены дисплеем, делающим его работу наглядным, контроллеры стали настолько «умные», что не только следят за зарядкой-разрядкой, а еще и оптимизируют функционирование системы «солнечная батарея-аккумулятор» с тем, чтобы их взаимодействие происходило с максимальным коэффициентом полезного действия и в зонах наиболее комфортных режимов работы конкретного оборудования.

Несмотря на то, что многие контроллеры могут автоматически определять напряжение солнечной батареи и включаться именно в этом режиме, следует иметь ввиду, что большинство контроллеров работают с напряжениями 12 и 24 Вольта.

Контроллер следит сразу за несколькими процессами.

В первую очередь он определяет уровень заряда аккумуляторов. Аккумуляторы не должны продолжать заряжаться при стопроцентном заряде. Это может вывести их из строя. Поэтому контроллер размыкает цепь между солнечными батареями и аккумуляторами, как только их заряд достигнет паспортного уровня. Кроме того, аккумуляторы не должны полностью разряжаться. Во-первых, это некомфортно – система электроснабжения остается без резерва электричества, а во-вторых, многие типы аккумуляторов быстрее теряют работоспособность при полном разряде. В этом случае контроллер, определив, что аккумулятор разряжен ниже критического значения, замыкает цепь и подключает их к солнечной панели.

Кроме контроля состояния аккумуляторов, контроллер блокирует появление обратного тока. Что это за явление? Когда солнце светит на солнечную панель, ток от нее идет к аккумулятору. Но если солнечное излучение отсутствует (ночью или при ненастной погоде) то напряжение на аккумуляторах может превысить напряжение на солнечных панелях и ток потечет в обратную сторону – от аккумуляторных батарей к солнечным панелям. В этом случае контроллер среагирует и отключит аккумуляторы от солнечных панелей

Кроме того, контроллеры могут оптимизировать работу гелиосистемы. Они создают такие режимы зарядки, при которых аккумуляторы будут служить дольше, при этом накапливая больший заряд. Поскольку солнечная батарея – это полупроводниковый прибор, значит она имеет вольтамперную характеристику (ВАХ).

У каждой солнечной батареи она сугубо индивидуальная. Аккумуляторы также имеют свои особенности работы, в зависимости от конструкции. Контроллер изучает вольтамперную характеристику конкретной солнечной панели и вырабатывает режимы работы идеально подходящие для аккумуляторов. Отслеживание наилучшей энергетический точки, а именно сочетание напряжения, тока и сопротивления нагрузки позволяет выдавать максимальную мощность при минимальных перегрузках системы.

Модели контроллеров

Фирмы, разрабатывающие контроллеры, непрерывно совершенствуют их конструкцию, и на данный момент самые продвинутые модели – типа MPPT. MPPT – это сокращение от Maximum Power Point Tracking, что означает отслеживание точки максимальной мощности солнечной батареи для повышения эффективности работы системы.

Немного проще устроены контроллеры системы PWM (pulse-width modulation) – контроллеры, работающие по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Это известные устройства, они применяются в компьютерах, мобильных телефонах, люминесцентных осветителях, в зарядных устройствах, и во многих других приборах. ШИМ-контроллеры уступают MPPT по тщательности оптимизации процесса зарядки, однако они существенно дешевле.

У контроллеров предусмотрен порт RJ-45. Такой тип разъема вы встречали в модемах и роутерах.

Он предназначен для пульта дистанционного управления.

К контроллеру тем же разъемом RJ-45 можно подключить WI-FI преобразователь, который позволит контролировать работу гелиосистемы с помощью мобильного телефона.

Выбор аккумулятора

Теперь рассмотрим аккумуляторы – энергетическую кладовую гелиосистемы. Можно, конечно, не вникать в подробности, а просто подключить аккумулятор от КРАЗа. Или от танка. Но, увы, такой аккумулятор очень быстро «сдохнет». Почему? Дело в том, что каждый тип аккумулятора предназначен для своих режимов работы. Автомобильный аккумулятор практически никогда не бывает разряжен. Это свинцово-кислотный тип, его нежелательно разряжать даже наполовину от номинального значения. Он любит мощно стартануть с высоким током, а потом постепенно подзаряжаться в процессе езды. Если его поставить накопителем энергии к солнечной батарее, он днем зарядится, вечером разрядится и тут наступит проблема. Ночью подзарядки нет.

Аккумулятор полностью разряжен в течение продолжительного времени, что является нарушением его рабочих режимов. Он долго не прослужит в таких условиях.

Для солнечных батарей рекомендуются аккумуляторы следующих типов:

Никель-солевые. Выдерживают глубокие разряды и до трех тысяч циклов. Очень долговечные. Срок службы до сотни лет.

Тяговые панцирные. Также выдерживают глубокий разряд. Цикличность порядка тысячи раз.

Гелевые. Устойчивы к глубокому разряду. Цикличность до 600.

Свинцово-кислотные AGM. Количество циклов до четырехсот. Здесь возникает вопрос – ведь выше было сказано, что свинцово кислотные для солнечных систем не годятся. Дело в том, что это не обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, куда кислота просто заливается, путем отвинчивания пробки. По технологии AGM кислота находится в абсорбированном виде, что обеспечивает микропористая структура сепараторов и заполнение стекловолокном. Благодаря такой конструкции аккумулятор устойчив к глубоким разрядам.

Ну и широко распространенные сейчас литий-ионные аккумуляторы. Они также устойчивы к глубоким разрядам. Количество циклов 3000-6000, в зависимости от производителя. Некоторые изготовители заявляют цикличность до 20 тысяч раз. Срок службы – 10-20 лет.

Выбор кабеля и его соединение

Кабели для солнечных батарей тоже следует применять не первые попавшиеся. Дело в том, что они подвергаются круглосуточному атмосферному воздействию, поэтому должны быть устойчивы к жаре и морозу, дождю и снегу, к кислотам, щелочам и маслам, которые содержатся в атмосфере больших городов. Кроме этого, они должны соответствовать мощности солнечных батарей. Обычно используют кабели сечением 4-6 квадратных миллиметра, но если гелиосистема мощная, то следует произвести расчёт выходных кабелей, чтобы они выдерживали суммарный ток и напряжение всей системы. Изоляция на кабеле должна быть двойная, а провод многожильный. Если используется несколько солнечных панелей, то общие кабели должны выдерживать суммарный ток всей системы. Медный провод должен быть многожильный и луженый.

Кабели соединяются при помощи специальных разъемов-коннекторов. Для солнечных систем разработан стандарт коннекторов МС-4. Он рассчитан на кабели диаметром 4-6 мм, и выпускается, как многие электротехнические соединители, в двух вариантах – «папа» и «мама».

Коннекторы стандарта МС-4 имеют герметичный корпус внутренний силиконовый сальник и медные луженые контакты. Они рассчитаны на напряжение 1 килоВольт, ток порядка 25 Ампер и выдерживают атмосферные воздействия. Для параллельного подключения разработаны готовые специальные коннекторы.

Выбор предохранителя

Кроме вышеперечисленных элементов в солнечных системах обязательно используются предохранители, как во многих электроприборах.

Защита предусмотрена как по постоянному току (DC), так и по переменному (AC).

Рассматривать подробные электрические схемы соединения не имеет особого смысла, поскольку для каждой гелиосистемы потребуется подобрать индивидуальный набор элементов и оптимизировать электросхему. А поскольку все элементы рекомендуется приобретать у одного изготовителя для их лучшей совместимости, то это вообще излишне, поскольку специалисты на фирме подберут комплект оборудования и коммутационные элементы в соответствии с вашими условиями и возможностями, а также дадут подробную схему подключения и рекомендации.

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Учимся устанавливать солнечные батареи

Еще 50 лет назад, получение электроэнергии от Солнца относилось исключительно к космическим технологиям (как по сложности оборудования, таки и по его стоимости). Сегодня, установка солнечных батарей в индивидуальном порядке стала привычным делом. Панели можно встретить на крышах дачных домиков, на территории фермерских хозяйств, на опорах освещения.

Вопрос «пользоваться или не пользоваться», уже не рассматривается. Потенциальный владелец озабочен лишь расчетом стоимости, мощности и надежности оборудования. О том, какие бывают солнечные батареи, как их правильно выбрать, расскажем в нашем материале.

Принцип работы солнечной батареи

На самом деле, правильное название — фотоэлемент (то есть, фотобатарея). Но поскольку источником света является солнце, прижилось наименование «солнечная батарея».

Элемент представляет собой «бутерброд» и пластинок кремния, разделенных стандартным (для радиодеталей) переходом. Секрет в том, что кремниевые части имеют различный тип:

• N-слой;
• P-слой.

Такие комплекты применяются практически во всех радиодеталях, изготовленных из кремния.

Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света. Просто КПД настолько мизерный, что использовать их в качестве источника тока бессмысленно.

К слою кремния N-типа добавляется фосфор. В состоянии покоя такая смесь дает избыток электронов с естественным отрицательным зарядом.

P-тип «обогащен» бором, что создает дефицит отрицательных зарядов (так называемый эффект электроновых дыр).

Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод (для снятия электротока), а к P-слою — положительный.

Из законов физики мы знаем, что в P/N переходе присутствует электрической поле. Под воздействием на отрицательную панель солнечных фотонов, в переходе происходит интенсивное разделение отрицательных и положительных частиц. «Минусы» накапливаются в верхнем слое, а «плюсы» в нижнем. В результате, солнечный бутерброд превращается в обычную батарейку с накопленным зарядом. Если к электродам подключить потребителя энергии — возникает электроток.

Естественно, заряд в таком источнике моментально исчезает, но его тут же восстанавливает солнечный свет. Таким образом, пока фотобатарея интенсивно бомбардируется фотонами, мы имеем достаточно производительную мини электростанцию.

Современные батареи могут работать даже при отсутствии прямых солнечных лучей (например, при сплошной облачности). Естественно, интенсивность выработки электроэнергии при этом снижается. Но при отсутствии света (даже луна не способна «пробудить» батарею), процесс останавливается. Поэтому рассматривать фотопанели отдельно, как источник электроэнергии нельзя. Схема подключения солнечных батарей обязательно включает в себя буферное устройство: аккумулятор энергии.

Кроме того, вырабатываемый ток нестабилен, поэтому для организации энергоснабжения объекта требуется управляющий контроллер. Разумеется, если вы используете мобильную фотобатарею для подзарядки смартфона в многодневном походе, такие технологии не требуются. А для строительства индивидуальной электростанции требуется комплект периферийных устройств.

Типы солнечных батарей

Генераторы «чистой» энергии классифицируются по типу материала, из которого выполнены элементы:

1. Монокристаллические — самый массовый продукт на энергорынке. Для полноценного энергетического обеспечения объекта требуется значительная площадь монтажа. Приоритетная сфера использования — резервные или дублирующие энергосистемы при имеющемся подключении к сети.
2. Поликристаллические системы более производительны, и при меньшей площади элементов могут быть использованы в качестве автономной электростанции объекта без централизованного энергоснабжения. Единственный недостаток (он нивелируется в процессе использования), стоимость существенно выше.
3. Аморфный кремний — это прорыв в солнечной индустрии. Производительность высокая, продолжительный срок службы, элементы гибкие. Однако стоимость слишком высокая (по крайней мере, на нынешней стадии — пока производство не вышло на промышленный уровень).

Какие солнечные батареи лучше? Это чисто субъективный выбор. Простые расчеты показывают, что на сегодняшний день оптимальное соотношение цены качество у первых двух типов.

• Монокристаллы обычно покупают в довесок к действующей системе энергоснабжения, поэтому их стоимость окупается экономией на оплате за электроэнергию. С психологической точки зрения — такой способ подключения исключает страх остаться «без света» в случае поломки оборудования. Можно считать это предрассудком, поскольку надежность современных солнечных систем достаточно высокая. А поломка всей системы сразу мало вероятна. Элементы дублируются, можно производить ремонт без полного нарушения энергоснабжения.
• Поликристаллические батареи дороже ровно настолько, насколько и производительнее. Электростанция на поликристаллах может быть полностью автономной, то есть без вводной линии центрального энергоснабжения. Опыт использования в отдаленных местах проживания показывает, что такие системы вполне жизнеспособны, и не нуждаются в резервировании. Разве что можно установить ветрогенератор (на случай природных катаклизмов вроде затяжного дождя с пасмурной погодой в течение нескольких дней). Окупаемость 100%, если вы построили новый дом без энергоснабжения. Стоимость технических условий и монтажных работ сопоставима с покупкой комплекта на солнечных батареях мощностью 4000 Вт. А дальше — экономия в чистом виде. Вы вообще не знаете, что такое оплата электроэнергии.
• Аморфные батареи пока еще экзотика (с точки зрения стоимости). Однако технологии развиваются настолько стремительно, что через относительно короткий промежуток времени эти системы станут доступнее: вспомните ситуацию со светодиодными светильниками.

Преимущества и недостатки солнечной энергетики

Плюсы:

• На стадии использования — экологичность (почему с оговоркой: производство и утилизация такие же «грязные», как и любая другая электроника).
• После первичных вложений, полученная электроэнергия условно бесплатная (требуются некоторые средства на обслуживание по истечении срока эксплуатации).
• Возможна полная автономия: вы можете организовать энергоснабжение в местах, где даже не планируется централизованная подача электроэнергии.
• Вы не зависите от тарифной политики энергетических компаний.
• При выполнении определенных нормативов, можно «продавать» избыток электроэнергии в городские сети.

Минусы:

• Относительная дороговизна оборудования (как видно на примерах использования, это не всегда является проблемой).
• Зависимость от погодных условий (в регионах, где солнечных дней немного, использование затруднено).
• Оборудование нуждается в периодическом обновлении — присутствует естественный износ.

Правильный монтаж

Схема подключения солнечных панелей намного сложнее, чем централизованный ввод городской сети. Домашняя электростанция состоит минимум из четырех элементов.

Мы не рассматриваем примитивные системы освещения садовых дорожек на 12 вольт. Речь пойдет о полноценном энергоснабжении 220 вольт.

1. Собственно фотоэлементы. Принцип работы и критерии выбора мы уже рассмотрели. Расчет мощности производится от базовой цифры 5 кВт на 1 дом. Это приблизительно 20–40 стандартных панелей площадью по 0.5 м².
2. Блок управления (контроллер). Без него невозможно функционирование вашей электростанции. Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечной батареи? Он должен поддерживать общую мощность системы энергоснабжения, обеспечивать заряд аккумуляторов и правильно распределять поток мощности при одновременном потреблении и заряде.Кроме того, на контроллере лежит ответственность за безопасность системы, в том числе и пожарная.Прибор может входить в комплект электростанции, либо приобретается отдельно.
   Функционал у всех моделей стандартный. При выборе вы определяете мощность, вольтаж (12 или 24) и главный критерий — срок службы (гарантия). При выходе из строя контроллера, ваше энергоснабжение определяется емкостью аккумуляторов (пока не разрядятся).
3. Модуль аккумуляторных батарей. Пожалуй, второй по важности элемент в «электростанции». Он служит накопительным буфером энергосистемы. Фактически, отбор мощности происходит именно от батарей. Солнечные элементы лишь восстанавливают отданный запас энергии (заряжают АКБ). Разумеется, могут быть периоды, когда часть нагрузки ложится на фотоэлементы (если вырабатываемая энергия существенно выше затрат на зарядку). Тогда можно сказать, что ваш телевизор или холодильник питается напрямую от солнца. Перед тем, как установить солнечные батареи, необходимо рассчитать емкость аккумуляторов. Делается это просто: при входной мощности 3 кВт, ток потребления не превышает 15 А (в сети 220 вольт). На выходе 12 вольтовых батарей ток будет уже 250 А (в соответствии с законом Ома). Разумеется, такая мощность отбирается не постоянно, но для примера в расчетах мы возьмем именно эти цифры. То есть, если вы установите 5 батарей емкостью по 100 А×ч каждая, то при такой нагрузке заряд закончится через 2 часа.Разумеется, это условные цифры: в реальности существует множество поправок в расчетах. Но базовый ток и мощность исчисляются именно по такому принципу.Существуют различные батареи: кислотные, щелочные, гелевые… По-большому счету, гоняться за самыми «продвинутыми» системами нет смысла. А сэкономить можно лишь на возможности обслуживания: батареи, за которыми требуется надзор, стоят дешевле.
4. Преобразователь напряжения. Вы можете отбирать мощность напрямую у АКБ, если ваши потребители рассчитаны на 12 вольтовое питание. Однако большинство электроприборов рассчитаны на 220 вольт. Поэтому на выходе устанавливается преобразователь 12–220В.К нему подключается ваша внутренняя электросеть.

Самостоятельная установка

Зная, как подключить солнечную батарею к энергоснабжению вашего дома, вы сможете сэкономить на оплате труда монтажников. Самая сложная часть — установка комплекта солнечных батарей на крыше. Если высота дома не более 2 этажей, можно выполнять такую работу самостоятельно (с помощником). Крепление выполняется с учетом погодных условий и ветровой нагрузки вашего региона.

Закончив монтаж солнечных батарей, приступаем к подключению электрики. Все фото батареи заводятся на контроллер, который управляет зарядом аккумуляторов. От АКБ можно выполнить отвод для потребителей 12 В.

Затем подключаем инвертор, и заводим его на вводной электрощиток. Автономное энергоснабжение готово.

Типовая схема показывает взаимное положение элементов и порядок электрических соединений. При покупке оборудования, каждый элемент снабжается технической документацией, по которой производится сборка.

Видео по теме