Правила монтажа солнечных электростанции: схемы и нюансы установки

Удешевление технологий получения солнечной энергии позволило сделать установку современных СЭС в загородных домах и на дачах не только практичной, но и экономически выгодной. Единственной проблемой для владельцев станций остается высокая стоимость монтажных и пусконаладочных работ, составляющая до 25% общей стоимости проектов. Сэкономить затраты на оплату работы профессионалов возможно, но сборка солнечной электростанции своими руками потребует безошибочного выполнения всех правил пошаговой схемы подключения элементов.

Монтаж солнечной электростанции: основные правила и угол наклона

Все управляющие и накопительные устройства системы желательно устанавливать в сухом, закрытом помещении. Генерирующие электроэнергию панели, напротив, монтируются извне – на специальных подставках на земле или с помощью крепежного инвентаря на крышах, стенах или балконах.

Идеальная схема солнечной электростанции предусматривает расположение всех панелей по следующим правилам:

• рабочая поверхность – строго перпендикулярно направлению падения солнечных лучей (в зависимости от региона угол наклона относительно земли колеблется между 10-15° летом и 65-70° зимой);
• недопущение затенения в любой момент времени (требует отсутствия поблизости отбрасывающих тень высоких зданий, конструкций и деревьев, и промежутка между рядами фотоэлектрических модулей);
• наличие поворотного механизма – трекера для солнечных панелей (при его отсутствии рекомендуется изменять сезонный угол наклона вручную).

Устройство СЭС

Для самостоятельной установки и запуска необходимо иметь представление о входящих в состав комплектующих для солнечной электростанции и их принципах функционирования. Основными элементами конструкции СЭС выступают:

• фотоэлектрические панели – служат для превращения энергии фотонов в электрический ток;
• АКБ – для накопления генерируемой мощности;
• контроллер – управляет зарядкой и разрядкой аккумуляторной батареи;
• инвертор – преобразователь постоянного тока в переменный – 220 вольт – для выдачи в потребительскую сеть;
• предохранители – монтируются в промежутках между элементами с целью недопущения выхода из строя всей системы при коротком замыкании;
• соединительные кабели и коннекторы.

В любой схеме электростанции на солнечных батареях все ее элементы соединяются между собой в строго определенной последовательности и с соблюдением полярности на клеммах.

Схема выдачи мощности и напряжения солнечной электростанции

Существует три варианта соединения между собой панелей и модульных блоков – параллельный, последовательный и смешанный.

1. Параллельный. Смежные панели соединяются между собой разноименными полюсами («+» к «–»). Повышает мощность системы. Блок из 4 панелей 12в/100вт образует систему на 400вт с итоговыми характеристиками в 12в.
2. Последовательный. Смежные панели соединяются одноименными полюсами («+» к «+», и «–» к «–»). Используется для повышения напряжения. Блок из 4 панелей 12в/100вт образует систему на 400вт с итоговыми характеристиками в 48в.
3. Смешанный. Многоблочный. Панели внутри каждого блока соединяются параллельно, блоки между собой – последовательно. Используется для получения любых требуемых характеристик выходной мощности и напряжения.

Монтаж СЭС своими руками

В отличие от крупных станций, с несколькими рядами панелей, сборка небольшой СЭС не представляет особой сложности. Главная задача – соблюдать строгую последовательность подключения элементов и не ошибиться в полярности.

Порядок в этом случае следующий:

1. Блок фотоэлектрических панелей – контроллер. Следим за полярностью и после каждого элемента устанавливаем предохранители
2. Контроллер – АКБ. Часть системы, отвечающая за вывод энергии на накопитель, готова.
3. Контроллер – нагрузка (12 вольт).
4. Через инвертор – с преобразованием постоянного тока в 12 вольт в переменный 220 вольт – на точки потребления.
5. При установке не автономной, а сетевой СЭС в электрической схеме солнечной электростанции предусмотрен вывод кабеля с контроллера на двунаправленный счетчик, и далее на узел соединения с внешней электросетью.
6. Еще раз проводим проверку соблюдения полярности.
7. Измеряем напряжение холостого хода фотоэлектрического блока (если есть расхождение с паспортными данными – где-то допущена ошибка, и все узлы сборки необходимо перепроверить).

Схема работы солнечной электростанции

Принцип работы электрической схемы СЭС зависит от поставленных перед ней целей.

Отдающий. Вся генерируемая энергия уходит на потребление – освещение, отопление, питание электроприборов и т.д.

Накопительный. Зарядка аккумуляторов с последующей отдачей на потребителей, когда мощности панелей недостаточно, либо без нее (в случае подзарядки АКБ автомобиля).

Смешанный. В зависимости от обстоятельств, система обеспечивает питание устройств и от солнечных модулей, и от АКБ.

Продающий. СЭС используется для извлечения прибыли за счет перенаправления всей полученной энергии в местную электросеть по «зеленому тарифу».

При установке в местах, где прямой солнечный свет заменяется рассеянным и/или отсутствует возможность монтажа панелей под нужным углом, вместо кремниевых модулей используются более эффективные для неблагоприятных условий освещения тонкопленочные солнечные батареи. В качестве полупроводников в них применяются многослойные композиты редкоземельных элементов – арсенид галлия, арсенид индия, теллурид кадмия и другие. Панели последнего типа от американского производителя First Solar в Украине реализует компания Green Tech Trade.
На официальном сайте с широким ассортиментом продукции можно бесплатно рассчитать характеристики СЭС или заказать экскурсию на демонстрационную площадку компании – солнечную электростанцию «Могутнее».