Монтаж солнечных панелей на крыше своими руками пошаговая инструкция

Солнечные батареи на крыше крепятся в первую очередь с учетом материалов покрытий, типа обрешетки, соответственно им выбирают способ фиксации, вариант крепежных элементов. Для монтажа фотоэлектрических солнечных элементов надо произвести расчет количества панелей. Важно также учесть, как размещен дом, затенение, интенсивность освещения солнцем, оптимальный угол.

Характеристики солнечных панелей, влияющие на их установку

На монтаж солнечных батарей влияет следующее:

• размер фотогальванических элементов, который определяет их количество, возможности размещения под особенности крыши;
• материал покрытия: черепица, металл, каучук, ТПО, ПВХ, шифер, ондулин.
• форма листов покрытия: волнообразные, плитками, находящие друг на друга элементы, со стыковыми швами в виде фальцев.

Именно для процесса закрепления к крыше вид и технология фотогальванических элементов — моно, поли, тонкая пленка — малозначимы. Но мощность и эффективность все-таки может повлиять на монтаж солнечных панелей. Например, если дом имеет север крыши с ограниченной поверхностью, то туда можно поставить более эффективные изделия, остальные — на южную часть, лучше прогреваемую солнцем.

Если по каким-то причинам пользователь посчитает уместным комбинировать продукцию разных фирм или типы панелей, то это также возможно при подходящих параметрах для выбранной архитектуры системы.

Крыша из солнечных батарей кровельные технологии должна учитывать всегда. Например, если каркас состоит из ОСБ плит, это дает более широкие возможности для размещения креплений.

В продаже есть стандартные унифицированные наборы для фиксации солнечных батарей со всеми необходимыми элементами. У производителей можно также заказать нужное количество и параметры набора под индивидуальные потребности.

После того как вы разберетесь с установкой, рекомендуем узнать: как подключить солнечные панели к аккумулятору и источнику потребления.

Какие потребуются элементы крепления

Для фиксации есть такие типы крепежных элементов со своими вариантами форм под особенности крыш:

• направляющие, опорные рейки. Это S-образные профили, рельсы с вырезами под прижимы. Именно непосредственно к ним крепят фотоэлектрические плиты. Направляющие унифицированы, поэтому подобрать их не составит труда;
• зажимы, прижимы — это элементы, фиксирующиеся напрямую к кровле, ее обрешетке, фальцам, а второй их конец закрепляет направляющие. Виды:
  • концевые — для крайних солнечных панелей;
  • центральные — фиксируют две фотогальванические плиты к опорным профилям.

  Подбираются под толщину рамки панелей;

• стыковые соединители для реек;
• клеммные детали, объединяющие все крепежи с алюминиевыми рамками в одно звено и заземляющие его, фиксируя соответствующий провод;
• держатели для проводов.

Установка на разные материалы, модификации крепежей

Установка крепежа солнечных батарей на крыше учитывает, что эти детали намного разнообразнее, в отличие от направляющих, так как они фиксируют каркас системы к крышам из разных материалов. Есть изделия для металла, черепицы, шифера и других кровель.

Все модификации креплений можно отнести к двум типам:

• не нарушающие целостности покрытий (зажимы или крепящиеся только к обрешетке, когда можно поднять элемент настила);
• протыкающие покрытие, требующие создания отверстий, ячеек.

Если дом имеет крышу с уклоном, то оптимальный ее угол от 30 до 40°, в северных широтах может быть больше. Для самоочистки солнечных панелей дождем угол должен быть не меньше 15°. Наклон можно создать более сложным каркасом из опорных профилей.

Металлические крыши

Самый удобный и простой для установки реек вариант соединений металлических листов крыши — когда они соединены стыковыми швами в форме рубцов, фальцами. Высоты и ширины выступов обычно всегда достаточно, чтобы установить на нем зажим.

Целостность покрытия с креплениями-зажимами не нарушается. Делать отверстия и крепить через них кронштейны болтами, саморезами не надо вообще — достаточно установить изделие и затянуть его болты. Это удобно не только при монтаже, но и при демонтаже. Дополнительный плюс: соединение не надо герметизировать, риск коррозии в его месте намного ниже.

Другой вариант. Если дом с крышей из волнистых, имитирующих черепицу, меандр металлических листов, применяют способ, нарушающий их целостность. Используют специальные саморезы, болты, а чаще винтошурупы с уплотняющими прокладками, пробивающими покрытие насквозь и фиксирующиеся на лагах или плитах обрешетки.

Кровля черепичная, из каучука, ПВХ, ТПО

Кровля с черепицей или подобными элементами, надвигающимися друг на друга (испанская) — отличный вариант, так как солнечная батарея крепится без нарушения целостности покрытия. Надо всего лишь приподнять черепицу и установить огибающий ее край кронштейн с основой (широкой ножкой), крепящейся болтами к обрешетке, плитам каркаса.

Аналогичные преимущества у полимеризованного этилен-пропилен-диен-мономера (ЭПДМ), проще говоря, штучного каучука, а также из термопластичного полиолефина (ТПО), ПВХ.

Когда метод, не влияющий на целостность нельзя применить, в черепице создают пилой отверстия, в которые вставляют кронштейны. Ножки крепежей фиксируются болтами к каркасу крыши. Затем отверстия заливают монтажной пеной и цементом.

Шифер, ондулин

Шифер, ондулин самые ненадежные материалы для установки фотоэлектрических батарей. В данном случае отсутствует возможность приподнять сегмент и закрепить кронштейн к лагам, не нарушая целостности покрытия. Обычно первый материал волнистый: листы накладываются друг на друга со значительной шириной наложения. Дрелью в местах прохождения лаг (обычно на горбе шифера) делают отверстия под винтошурупы, через которые и крепят сегменты к обрешетке. Аналогичный способ применяют для волнистых металлических материалов.

Установка солнечных фотоэлектрических панелей на крышу поэтапно

Материалы кровли, крепление солнечных панелей должны правильно соотноситься. Установка на разные покрытия отличается именно типами крепежей, фиксирующих опорные рельсы (профили с S-образным сечением). Рассмотрим более подробно и полностью работу по установке солнечных коллекторов.

План, чертеж

На первом этапе измеряют рулеткой крышу и составляют чертеж с размерами и геометрией крыши, под которые подбираются панели. На плане обозначают расположение направляющих и креплений.

На чертеже рисуют оптимальное расположение фотогальванических плит с учетом отступов для прохода, снегоуловителей, от иных элементов. Обозначают затененные сегменты (около труб, деталей конструкций и прочего), проемы.

Опорные рельсы фиксируются кронштейнами с зазорами между ними в 1200–1500 мм. Плиты помещают на две S-рельсы, размещаемые параллельно, для направляющих от кромки плит отступают 200–400 мм.

Монтаж крепежей

Металлопрофиль со стыковыми соединениями в виде фланцев. Применяют крепления в виде зажимов, стягивающихся болтами, не нарушая целостности покрытия.

Металлочерепица и металлопрофиль. Используют Г (L)-образный кронштейн для S-реек. Перед его установкой к концу, фиксируемого к крыше, наклеивают кусок битума. Уголок закрепляется к обрешетке саморезами (чем больше отверстий для них, тем лучше) с герметиком.

Битумная черепица. Используют кронштейн с широкой площадкой, так как дом с такой крышей часто имеет обрешетку для данного материала из ОСБ плит. Соединение уплотняется как описано выше.

Керамическая (натуральная) черепица. Плитка кровли подвигается под верхний ряд, открывается путь к обрешетке, туда вставляют кронштейн, закрепляют его к лагу (плите). Крепежи должны быть с одинаковыми промежутками. Если при оснащении такой поверхности солнечными батареями, место крепления не совпало с положением лага, берут изделие с более длинной площадкой и/или ножкой. В завершение монтажа неповрежденная черепица задвигается на прежнее место — это самый аккуратный вариант установки.

Шифер и ондулин. Применяют особые винтошурупы из нержавейки. Крепеж ставят в месте прохождения лагов — на горбах, затем на него надевают кронштейн, используемый для металлочерепицы и металлопрофиля. Винт снабжен толстой резиновой прокладкой для герметизации отверстия.

Монтаж направляющих

После фиксации кронштейнов к ним присоединяют опорные S-рельсы. Стандартно применяют захваты и болты (с гроверами, внутренними шестигранниками). Первый элемент вставляется в паз рельсы, вторым осуществляется зажим.

Рейки обычно поставляются в комплекте к панелям, их форма стандартная и их можно докупить не только у конкретного производителя, но и в магазинах стройматериалов, на металлобазах. Длина может быть разной, направляющую можно обрезать обычной ножовкой по металлу или наращивать.

Ламели опорных S-профилей наращиваются и стыкуются соединителями — металлическими планками с болтами.

Установка панелей

После закрепления реек устанавливают сами фотоэлектрические элементы. Фиксацию осуществляют двумя вариантами прижимов с четырех сторон. Длину этих деталей подбирают под тип панелей. Стандартно есть два типа изделий — на 35 и 40 мм. Крайняя плита с внешнего края фиксируется концевыми прижимами, а для внутренних торцов панелей применяют центральные универсальные типоразмеры. Для присоединения этих элементов к направляющим используют болты (M8×25, M8×50) и захваты.

Когда солнечные батареи установлены на крышу надо проверить отсутствие перепадов высоты, уровня реек. Все сегменты должны выстроиться в одну ровную плоскость. Мониторинг также делают постоянно в процессе монтажа на профиль: перед началом работ натягивают нить и по ней проверяют их положение.

Видео по теме



Альтернативный источник энергии на базе солнечных батарей – отличный вариант для организации независимого энергоснабжения. Он обеспечит высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать технические компоненты и произвести монтаж. Сделать это может каждый, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы расскажем, как сооружается производительная система, перерабатывающая «зеленую энергию» в электричество, необходимое для питания бытового оборудования.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементах, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Основными конструктивными элементами системы выступают:

• Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
• Аккумулятор – химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
• Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
• Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
• Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
• Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

• на крыше загородного коттеджа;
• на балконе многоквартирного дома;
• на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.

Существует несколько способов фиксации панелей:

• посредством задействования прижимных фиксаторов;
• путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.

Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.

Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

• параллельная;
• последовательная;
• смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов. Принципы расчета количества приведены в рекомендуемой нами статье.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру.

Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток.

Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит труда собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм². Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств. Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора.

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность.

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

1. Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
2. К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
3. К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
5. К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Энергия солнечных электростанций найдет применение в питании маломощных бытовых приборов и в зарядке аккумуляторов мобильной техники:

Желающим соорудить солнечную батарею собственноручно поможет информация, приведенная в следующей статье.

Подключение разнонаправленных элементов

Применяя последовательную схему монтажа солнечных батарей, чтобы не снизить эффективность работы устройств, все панели общей цепи следует размещать под одним углом и на одной плоскости.

Если же панели будут располагаться в различных плоскостях, это может привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее расположенных чуть дальше.

Это значит, что ближняя панель будет генерировать электричество, часть которого будет отходить для нагрева дальних панелей. И причина кроется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, для каждой панели лучше задействовать отдельный контроллер.

Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают внутри между пластинами. Благодаря этому, выдавая максимальный показатель мощности, пластины не перегреваются.

Немаловажное значение имеет и падение напряжения в соединениях, а также самих проводах низковольтной части системы.

В качестве примера может служить тот факт, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм² при прохождении тока показателем 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может варьироваться в пределах от 0,1 до 0,3 В.

Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.

А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.

Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.

Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:

• не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
• резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.

Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.

Несмотря на то, что инверторы для солнечных батарей вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Авторы видеоматериала, который предоставлен ниже, делятся личным опытом и разбирают нюансы монтажа гелиопанелей.

Видео #1. Пример сборки и монтажа системы заводского образца:

Видео #2. Как правильно установить панели:

Ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет. Но для начинающего мастера процесс может стать затруднительным. Поэтому при отсутствии опыта в расчетах и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, владеющему необходимыми знаниями.

Хотите рассказать, как собирали собственную солнечную электростанцию для дачи или загородного дома? Возможно, вам известны тонкости процесса, не описанные в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, делитесь мнением и фото по теме статьи.

О солнечной энергетике и выгодах, которые она несет, слышал, наверное, каждый. Возобновляемые источники электроэнергии активно обсуждают как минимум последние 10 лет, а после принятия в декабре 2019 года закона о зеленом тарифе эта тема в России и вовсе стала трендовой. И доходной. Во всяком случае, для компаний, которые ставят солнечные батареи на крышу дома. А вот с пользой для владельца домашней солнечной электростанции (СЭС) все не так очевидно.

Обычно компании, продающие солнечные батареи, завлекают клиентов автономностью, экологичностью, экономией на электроэнергии и даже заработком на ее продаже государству. Нельзя сказать, что при этом они обманывают. Но и всей правды, как принято в рекламе, не говорят.

Есть случаи, когда установка солнечных батарей на крыше — действительно отличная инвестиция в будущее. Во всех смыслах: от сохранения природы до заработка. Но и ситуации, когда в монтаже домашней солнечной электростанции нет ни малейшего смысла, тоже не редкость. Весь фокус в том, чтобы научиться отличать первую ситуацию от второй. А для этого нужно разбираться в принципах работы солнечных панелей, их видах и тех факторах, которые влияют на производительность батарей.

Кратко об основах: что такое солнечные панели, и как они работают

Солнечные батареи — это модули, которые состоят из нескольких десятков фотоэлектрических элементов, соединенных последовательно или параллельно. Как только на фотоэлектрический элемент попадает свет, он начинает вырабатывать электричество, причем чем интенсивнее освещение, тем больше электроэнергии можно получить. В средней полосе России летом качественные солнечные панели для дома могут вырабатывать около 150 Вт/м2 в пике и примерно 120 Вт/м2 в обычных условиях.

Принцип работы солнечных батарей

Свет — это поток фотонов, элементарных частиц с небольшой энергией. Когда свет попадает на солнечный элемент, материал, из которого он состоит, поглощает небольшое количество фотонов. Из-за этого высвобождаются электроны, и между контактными слоями возникает электрический ток. И хотя энергия каждого фотона невелика, их много, поэтому солнечные панели на крыше частного дома способны выдавать тысячи киловатт, а мощность крупных солнечных электростанций исчисляется мегаваттами.

Солнечный элемент состоит из семи основных слоев:

• антибликовое стекло;
• лицевой контакт;
• кремний n-типа;
• разделительный слой;
• кремний p-типа;
• задний контакт;
• подложка.

Верхний антибликовый слой защищает фотоэлектрические элементы от повреждения и попадания влаги, одновременно увеличивая светопоглощающую способность панелей. Именно из-за стекла многие солнечные батареи характерного синего цвета. Два вида кремния нужны для появления разницы потенциалов при выбивании электронов фотонами. Эту разницу потенциалов снимают с двух контактов — лицевого и заднего — в виде постоянного тока напряжением около 0,5 В. Подложка — основа для монтажа солнечных элементов, которая так же, как и стекло, защищает панель от попадания внутрь нее влаги.

Из-за такой простой конструкции у солнечных панелей большой срок службы — 35-40 лет. Причем деградация качественных батарей во многом связана не с разрушением кристаллов кремния, а с потемнением подкладочной EVA пленки, которую укладывают между фотоэлементами и стеклом.

Виды солнечных панелей

Подавляющее большинство солнечных панелей делают из кремния (Si), но есть перспективные батареи из теллурида кадмия (Cd-Te) и деселенида галлия-меди-индия (CIS или CIGS). Потенциально они значительно снизят стоимость домашней солнечной электростанции, но это только в перспективе. Пока некремниевые фотоэлементы производят всего несколько компаний в мире, и цена за один ватт мощности у них выше, поэтому такие солнечные батареи для дома в России почти не используют.

Независимо от материала, солнечные панели бывают трех видов:

1. Монокристаллические. Эти солнечные панели сделаны из одного кристалла чистого кремния. У них наибольший КПД — до 22% — при ярком солнце, а деградация структуры происходит медленнее, чем у батарей другого типа — производители дают не менее 25 лет гарантии на монокристаллические элементы.
2. Поликристаллические. Как видно из названия, эти панели сделаны не из одного, а из множества разнонаправленных кристаллов кремния. Это сказывается и на КПД — обычно он не превышает 18%, и на сроке службы — поликристаллические панели быстрее стареют. Тем не менее в России чаще всего устанавливают именно поликристаллические солнечные батареи на крышу частного дома, поскольку они существенно дешевле монокристаллических.
3. Тонкопленочные или аморфные. Этот вид солнечных панелей самый дешевый, поскольку для их производства нужно наименьшее количество кремния. КПД у тонкопленочных солнечных панелей последнего поколения составляет всего 8-12%, зато они лучше кристаллических элементов работают в условиях рассеянного света — в пасмурную погоду или в условиях затенения от близлежащего дерева аморфные солнечные панели выдают на 10-15% больше электроэнергии, чем монокристаллические модули.

Кроме «чистых» панелей, работа которых основана на одном типе материала, в последние несколько лет появились гибридные гетероструктурные (HJT или HIT) солнечные батареи. В них используется одновременно и кристаллический, и аморфный кремний, что повышает КПД панелей и улучает их работу в условиях рассеянного света и повышенных температур.

Как выбрать солнечные батареи

Большинство людей выбирает солнечные панели на крышу дома примерно по тому же принципу, что и кофеварку или пылесос. То есть ориентируются в основном на цену, рекламу и отзывы в интернете. Вот только такой подход в корне неверен: никто не ждет от пылесоса, что он прослужит не менее 25 лет, да еще и все это время работая на улице под палящими лучами солнца. При таком большом сроке службы отзывы людей, которые поставили солнечные батареи на крышу своего дома максимум год-два назад, просто не несут никакой ценности. Не говоря уже о том, что это немассовый товар, из-за чего отзывы реальных людей буквально тонут в массе заказных.

Поэтому, выбирая комплект солнечных батарей, советуем учитывать такие характеристики:

1. Производитель. Это ключевой фактор. Производитель солнечной батареи должен входить в рейтинг крупнейших и, желательно, чтобы у него был полный цикл производства: от кремния до самих батарей. Да, за брендовые панели придется переплатить, но сравнительно немного — 10-15%, тогда как при покупке noname панелей есть риск потерять всю сумму. При этом не стоит бояться китайских производителей, крупные компании вроде JA Solar, Suntech или Helios House выпускают солнечные панели высокого качества. Хотя, конечно, лучше выбирать европейские или североамериканские компании: First Solar, Canadian Solar, Solarworld, Viessmann Group. Отличные характеристики и у солнечных батарей родом из Японии и Южной Кореи: Hanwha Solar One, Sharp, Kyocera, Sanyo.
2. Толеранс. Это разница между паспортной и реальной мощностью солнечной батареи. Если реальная мощность меньше паспортной, то толеранс негативный, если больше, то позитивный. Толеранс должен быть нулевым или позитивным, поскольку при негативном толерансе вы все равно платите полную стоимость, то есть оплачиваете несуществующие ватты. У дешевых панелей допустим негативный толеранс, но только если он не больше 2-3%. Это значит, что при номинальной мощности 100 кВт/м2 панель должна выдавать не меньше 97-98 кВт/м2.
3. Температурный коэффициент. При увеличении температуры мощность солнечной панели уменьшается. Температурный коэффициент отображает, насколько мощность упадет с ростом температуры, поэтому чем он меньше, тем лучше.
4. Значение PTC. Чтобы солнечные батареи разных производителей можно было сравнивать, они тестируются при стандартных условиях (STC). Эти условия далеки реальных, поэтому был разработан независимый стандарт PTC, который лучше отражает условия эксплуатации панелей. Чем ближе отношение PTC/STC к единице, тем лучше солнечная батарея будет работать на крыше вашего дома.
5. КПД панелей. Здесь все просто: чем выше КПД, тем лучше панели преобразовывают солнечную энергию в электрическую. Допустимым считается КПД от 15%, но оптимальный показатель выше — 18-20%.
6. Срок гарантии. Мы уже говорили о гарантии на панели в 25 лет. Это минимальный срок и фактический стандарт отрасли. Поэтому, если вы хотите купить солнечную панель для дома, а не переносной солнечный модуль для кемпинга, обращайте внимание на срок гарантии и всегда внимательно изучайте условия.

Теперь о цене. Для большинства людей это главный параметр системы, но мы рекомендуем смотреть на него в последнюю очередь. На длинной дистанции в десятки лет брендовое и дорогое оборудование часто оказывается более выгодным, чем дешевое. Такие солнечные панели медленнее стареют, выдают большую мощность на единицу площади, часто имеют даже не нулевой, а позитивный толеранс. Все это суммарно компенсирует большую изначальную стоимость уже через 5-8 лет работы. Конечно, речь идет об оправдано дорогом оборудовании. Например, лучше купить солнечную батарею на крышу из монокристаллических элементов топового производителя, чем такую же панель, изготовленную мелкой компанией. Если же вы покупаете панели, которые сделаны по последней технологии или модные модули в виде черепицы и других кровельных материалов, то это сложно назвать рациональной покупкой.

Кроме того, смотрите не на цену всей батареи, а на стоимость 1 Вт энергии. Это более информативный показатель, поскольку мощность солнечных панелей одного размера, но разных производителей часто отличается на десятки процентов.

Что влияет на производительность солнечной электростанции

Максимальная производительность домашней солнечной электростанции ограничена производительностью солнечных панелей. А вот то, сколько электричества будет вырабатывать система в реальных условиях, зависит от целого ряда не всегда очевидных для покупателя вещей.

Качество оборудования

Кроме самой солнечной панели, в домашнюю СЭС входит как минимум еще два устройства: контроллер и инвертор. И обычно их подбирают по остаточному принципу. Из-за этого потери на них могут достигать 20-25%. То есть вы будете получать всего 75% от вырабатываемой солнечными панелями энергии только потому, что не уделили выбору инвертора и контроллера достаточно внимания. Для сравнения, по стандарту потери не должны превышать 5%.

Качественный инвертор — это, прежде всего, устройство с высоким КПД — от 95%. Причем это должен быть реальный КПД, а не просто числа на корпусе. Например, средние и мелкие китайские производители часто завышают показатели своих инверторов, в реальности же их КПД может быть 85% и даже 80%. Поэтому лучше выбирайте контроллеры и инверторы европейских, японских или американских производителей. Продукцию китайских заводов, за исключением очень крупных производителей, стоит покупать, только если есть возможность проверить соответствие реального КПД номинальному.

Кроме того, со временем инвертор и контроллер нужно будет поменять. И чем качественнее он будет, тем позже понадобится такая замена. Например, топовые устройства меняют через 15-16 лет, в то время как дешевые инверторы часто выходят из строя, не отслужив и 5 лет.

Расположение

Эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую зависит от угла, под которым лучи солнца падают на панель. В России этот угол максимальный, если панели направлены строго на юг. В этом случае домашняя СЭС будет выдавать наибольшую мощность. Юго-восточное и юго-западное направление чуть хуже, но это тоже хороший вариант — мощность будет ниже, но незначительно. Направлять панели на запад, восток и, тем более, север нежелательно из-за сильного снижения производительности домашней солнечной электростанции.

Если скаты дома направлены на запад или восток, то выгоднее ставить панели прямо на грунт. Такой монтаж солнечных батарей немного дороже из-за заливки фундамента и необходимости в мощном каркасе, но эти расходы окупаются большей производительностью панелей.

Уровень инсоляции

Далеко не все регионы России подходят для установки солнечных батарей. На севере страны, включая Санкт-Петербург, уровень инсоляции слишком мал, чтобы у солнечных панелей была приемлемая эффективность. Это, опять-таки, связано с углом падения солнечных лучей, только на этот раз не с горизонтальным, а с вертикальным. И чем ближе к югу, тем выше солнце над горизонтом и больше солнечных дней.

Кроме того, от географических координат зависит и угол наклона солнечных панелей. На севере их нужно ставить под большим углом, а по мере движения на юг этот угол уменьшается до тех пор, пока не становится почти нулевым на экваторе.

Независимо от уровня инсоляции, выработку солнечных панелей можно увеличить, если установить их на поворотные платформы и подключить к устройству слежения за солнцем. Устройство поворачивает солнечную батарею в течение дня так, чтобы она, как подсолнух, постоянно была направлена на солнце. Для этого панели крепят на держателе, который параллелен полярной оси. Именно такой способ монтажа описывает последняя строчка в таблице. Поворотные устройства очень эффективны, но при этом стоят они дорого, поэтому солнечные панели для дома оснащаются ими редко.

Затенение панелей

Вы построили дом прямо в лесу в тени высоких деревьев? Поздравляем — это красиво и экологично, но поставить солнечные батареи на крышу такого дома вряд ли получится. Точнее, установить их можно, вот только эффективность панелей в тени невелика. Тоже касается и любой другой тени, например, от близлежащего многоквартирного дома или большого коттеджа соседа. Если затенение есть, то нужно либо убрать препятствие, например, дерево, либо установить панели не на кровле, а на солнечной части приусадебного участка.

5 реальных причин поставить солнечные панели на крыше дома

Солнечные батареи — горячая тема. Сторонники этой технологии приписывают ей множество достоинств, часто несуществующих. Противники, наоборот, отрицают даже очевидные преимущества. Истина, как всегда, посередине. Установка солнечных батарей крыше дома в ряде случаев более чем оправдана из-за пяти причин:

1. Автономность. Для домов вдали от цивилизации солнечные батареи — настоящая находка. В отличие от генераторов, топливо для которых может закончиться, солнце будет светить всегда. Во всяком случае, в ближайшие пять миллиардов лет. Поэтому на базе солнечных панелей можно построить действительно автономное электроснабжение дома.
2. Экологичность. «Зеленые» активно спорят с экологичностью солнечных батарей, справедливо указывая, что на производство некоторых из них тратится больше энергии, чем можно получить за все время их эксплуатации. Вот только изготавливают панели в тысячах километров от вашего дома, а бензиновый генератор отравляет воздух на крыльце. Поэтому солнечные панели однозначно экологичнее.
3. Защита от перебоев электроэнергии. Для охранной и пожарной сигнализации, котла отопления и даже холодильника длительное отключение электроэнергии приводит к проблемам. Солнечные батареи даже небольшой мощности обеспечивают бесперебойное питание критическим потребителям в любых условиях.
4. Экономия электроэнергии. Монтаж солнечных батарей на крыше дома сильно снижает расходы на оплату электричества. Причем срок окупаемости панелей — всего 7-10 лет в зависимости от тарифов и ежемесячного потребления. Дальше они начинают приносить чистую прибыль.
5. Увеличение срока службы кровли. Хотя это побочный эффект установки солнечных батарей, от этого он не становится менее значимым. При грамотном монтаже солнечные панели защищают значительную часть кровельного материала от осадков и к тому же уменьшают количество наледи на скатах, поскольку во время работы они выделяют тепло.

Конечно, эти преимущества нужно сопоставлять с эффективностью солнечных панелей в конкретных условиях, а также со стоимостью системы.

Сколько стоит установка домашней солнечной электростанции

Цена установки солнечных батарей на крыше в основном зависит от двух факторов: вида системы и ее мощности. И если с мощностью все понятно — чем она больше, тем дороже домашняя солнечная электростанция, то о ее видах расскажем подробнее.

Системы электроснабжения с солнечными панелями на крыше дома бывают трех видов:

1. Автономные — дорого, но без забот. В этом случае дом получает электроэнергию только от солнечных батарей и, возможно, бензинового или дизельного генератора. Для работы системы необходимы аккумуляторы и немало: их емкости должно быть достаточно, чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение в темное время суток.
2. Соединенные с сетью — бюджетно и просто. В такой системе недостаток энергии компенсируется от общей электросети, в нее же отдаются излишки в пиковое время выработки. В этом случае не нужны аккумуляторы, а на отданной энергии можно даже заработать. Но при перебоях в электроснабжении солнечные батареи работать также не будут.
3. Гибридные — оптимум для больших домов. Эти системы оснащают аккумуляторами, но после их полной зарядки в пиковое время не отключают панели, а передают электроэнергию с них в сеть. Также от сети можно компенсировать недостаток электроэнергии, в том числе и зарядить аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи стоят дорого, к тому же их нужно менять раз в 3-8 лет в зависимости от типа аккумулятора и режима использования. Поэтому их наличие сильно удорожает систему.  Если брать средние числа, то:

1. Автономная система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 120-140 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится в два раза — до 280 тысяч рублей. На этом примере видно, что для оценки порядка цен неважно, сколько стоит солнечная батарея на крышу конкретного производителя. Нужна только информация о стандартной цене 1 Вт энергии, которая примерно равна 60-65 рублей. Тип солнечных батарей, их производитель, марка инвертора и контроллера, конечно, влияют на цену, но дают ее изменение на десятки процентов, а не в разы или на порядок.
2. Соединенная с сетью система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 30-35 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится до 70-80 тысяч рублей.
3. Гибридная система стоит на 10-15% дороже автономной аналогичной мощности за счет большей сложности монтажа.

При расчете стоимости установки солнечных батарей смотрите цену 1 кВт полностью готовой системы с установкой и без нее. Так вы сможете быстро сравнить предложения разных компаний между собой и выбрать самое выгодное.

Установка солнечных батарей в частном доме

Установка солнечных панелей на крыше — это сложная задача, поскольку нужно не просто закрепить батареи на крыше, но и правильно соединить их и собрать в одну систему. Поэтому монтажом должны заниматься специалисты. При этом подготовительный этап работ — ответственность владельца дома.

На подготовительном этапе вы должны оценить состояние кровли. Установка солнечных батарей на дом делает капитальный ремонт крыши очень дорогим, поэтому вы должны быть уверены, что кровля прослужит еще не менее 25 лет. Если у вас есть в этом сомнения, то лучше перестелите кровельное покрытие.

Убедитесь, что стропильная система выдержит дополнительную нагрузку. В среднем сами панели весят 15-18 кг/м2, что обычно не критично. Но если крыша пологая, то батареи наклоняют с помощью подпорных конструкций. В этом случае снег будет скапливаться как на самом скате, так и на панелях, и тогда нагрузка может стать существенной. Если у вас такой случай, укрепите стропильную систему подпорками и дополнительными упорами.

Наконец, всегда проверяйте, какие монтажные комплекты будут использовать строители. Избегайте самоделок — брендовые монтажные комплекты тщательно рассчитываются производителями и, главное, испытываются. Поэтому они без проблем выдерживают штормовые ветра и большой вес снегового покрова, чего нельзя сказать о самодельных кронштейнах и рейках.

В остальном придется довериться монтажной бригаде. При этом старайтесь контролировать качество работ на каждом этапе. В этом вам поможет видео, в котором показаны особенности установки солнечных панелей на крыши из разных материалов:

Подведем итоги

Солнечные панели — прогрессивная «зеленая» технология, которая позволяет сделать дом автономным и независящим от местного поставщика электроэнергии. Кроме того, с ее помощью можно сэкономить на оплате счетов за электричество и увеличить срок службы крыши.

При выборе солнечных панелей нужно учитывать их производителя, толеранс, температурный коэффициент, КПД, PTC и сроки гарантии. Но даже лучшие солнечные батареи будут работать плохо, если направить их не на юг, а на север, установить в месте, на которое падает тень, и сэкономить на других элементах системы: контроллере и инверторе.

Монтажом солнечных панелей должны заниматься профессионалы. Но контроль за качеством работ, а также подготовительный этап обычно берет на себя владелец дома. Нужно проверить состояние кровли, убедиться, что она выдержит дополнительную нагрузку и проследить, чтобы батареи ставились на фирменные монтажные комплекты.

---

Использование альтернативных источников для выработки электричества – одно из наиболее перспективных направлений в развитии энергетики. Если раньше стоимость солнечных батарей существенно ограничивала возможности для их установки, то сегодня элементы стали более доступны. Именно поэтому сейчас установка солнечных батарей на крыше становится всё более популярным и экономически оправданным решением.

Содержание

Варианты крепления солнечных батарей на крыше

В большинстве случаев монтаж панелей выполняется на крыше частного дома. Ключевым параметром при выборе способа крепления становится конструкция кровли. При этом важно учитывать её способность выдерживать суммарные нагрузки.

• Крыши со скатами.
  • Если угол наклона не превышает 30⁰, можно монтировать батареи без использования кронштейнов.
  • При скате до 40⁰ обязательно использование специальных несущих конструкций.

• Плоские крыши. Рекомендуется использование металлического каркаса (панели при этом располагаются под углом).

В любом случае крепления должны быть неподвижными и достаточно надёжными, чтобы они выдерживали ветровые нагрузки, воздействие погодных факторов (высокой влажности, экстремальных температур).

Основные этапы установки

Весь процесс состоит из 2-х этапов:

1. Изготовление и крепление каркаса на крышу.
2. Установка панелей на каркас.

Монтаж профильного каркаса

Установка солнечных батарей на крыше начинается со сборки каркаса или рамы из металлического профиля.

Все необходимые отверстия в профилях просверливаются заранее, чтобы упростить сборочные работы на высоте.

Рекомендуемый размер профиля под стандартные панели — 25×25 мм. Болты для соединения элементов конструкции 6-8 мм.

Зафиксировать направляющие на кровле можно с помощью металлических уголков 50×50 мм или шпилек диаметром 12 мм. В любом случае между крышей и панелями должен быть зазор 50-100 мм, чтобы снизить вероятность перегрева элементов.

Итоговая конструкция зависит от необходимого угла уклона.

Важно учитывать!

Недопустимы перекосы конструкции. В этом случае возникает поверхностное напряжение, из-за которого на фотоэлементах со временем появляются микротрещины.

Крепление панелей

На готовый каркас болтами 6-8 мм устанавливаются солнечные панели.

Позаботитесь о предварительном выводе и надёжной изоляции проводов от батарей.

Убедитесь, что итоговая конструкция устойчива и не издаёт скрипов при воздействии ветра.

Что важно учитывать при монтаже солнечных
панелей

Грамотная установка солнечных панелей на крыше – обязательное условие для их эффективной работы. Только в этом случае можно гарантировать корректную работу, а также соответствие параметров генерируемой электроэнергии заявленным производителем параметрам. В частности на производительность батарей влияют расположение элементов: они должны быть направлены строго в южном направлении (предельно допустимое отклонение составляет 20⁰).

Узнайте, какой должна быть крыша под солнечные панели

В ситуации, когда скаты
располагаются с восточной и западной стороны, система должна быть более мощной.
Не менее важно выдерживать рекомендации по углу наклона панелей, месту их
размещения. Необходимо учитывать, что потребуется удобный доступ для
обслуживания батарей (для этих целей стоит спроектировать площадку для
перемещения).

При этом место установки не должно находиться в зоне, куда отбрасывают тень соседние здания или растущие рядом деревья. Если других вариантов нет, можно использовать для монтажа поворотные крепления или отдельные фермы.

Будущее именно за экологически чистыми технологиями и альтернативной энергетикой. С солнечными батареями вы будете готовы к нему уже сейчас!

Был ли этот материал полезен?