как монтировать солнечные панели на кровле
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Установка солнечных батарей на крыше в частном доме
Чтобы бесплатно получать электричество от солнечной энергии в собственном доме, многие всё чаще стали использовать солнечные батареи. Чаще всего они размещаются на крыше. Далее проведём полный расчёт цены оборудования и примеры монтажа с пошаговыми фото.
Чтобы определить приблизительное количество солнечных модулей, предположим, что живет в доме семья из четырех человек. Она потребляет около 3000 кВт электроэнергии в год (это подтверждается средними данными). Исходя из этого, выбирается фотобатарея на 5 кВт.
Требуемое количество ячеек фотоэлементов
В односемейных домах наиболее часто используются поликристаллические панели мощностью 240-260 Вт (они характеризуются относительно высокой эффективностью на уровне 18%, а их цена не является высокой). Если вы выберете 250 Вт модули, понадобятся 20 солнечных панелей, которые занимают около 35 м2 площади крыши.
Внимание! Панели крыши должны располагаться так, чтобы они не затенялись дымоходом, высоким деревом, электровышкой или соседним зданием. Это может привести к перегреву и повреждению модуля.
Поэтому производители оборудуют свои панели шунтирующими диодами (от одного до четырех). При затенении одного ряда ячеек диод начинает работать, затем ток течет с помощью байпаса (англ. bypass — обход — резервный путь, запасной маршрут для обеспечения непрерывного функционирования системы).
Ценовые затраты на фотогальванические панели
Цены на материалы являются примерными, потому что на стоимость панелей, инвертора или конструкции крепления в значительной степени влияет тип выбранных устройств, марка и производитель. Поскольку большинство устройств ввозятся из-за рубежа, текущий курс доллара также важен.
Пример списка материалов для фотоэлектрической установки на 5 кВт:
Внимание! В этой спецификации не включена стоимость аккумуляторных батарей, поскольку в солнечной электростанции они являются дополнительным вариантом. Независимая установка для дома, из-за необходимости хранить электроэнергию, другого типа инвертора и несколько большего количества панелей, будет дороже на 40%.
Осенью и зимой, в пасмурные дни эффективность фотогальванической установки снижается примерно на 50%.
Сколько сэкономим на фотоэлектрической батарее
Учитывая значительные инвестиции в фотоэлектрическую установку, нас интересует насколько выиграем в цене от её внедрения. Предполагая, что 5-киловаттная мини-электростанция будет установлена в доме, расположенном в средней полосе России и будет генерировать 4500 кВт/ч электроэнергии в год. Это соответствует среднему спросу на электричество для семьи из четырех человек.
Поэтому, если мы платим 6 руб. за кВт/ч, то сэкономим около 20000 руб. Это дает возмещение расходов примерно через 12 лет.
Этот расчет применяется к текущим ценам (на начало 2019 года) и действующим правилам. Трудно предвидеть как всё изменится в ближайшем и отдаленном будущем.
Схема сборки подключения системы
Установка солнечных батарей на крыше
Фотоэлектрические панели на наклонной крыше укладываются на алюминиевые профили. Они прикреплены к конструкции крыши в зависимости от типа покрытия с соответствующими крепежными элементами. Далее покажем установку солнечных панелей на крыше, покрытой керамической плиткой. Этот тип материала является одним из наиболее часто выбранных инвесторами.
В дополнение к солнечным элементам и конструкции профиля другие компоненты солнечной установки находятся дома. Наиболее важным из них является инвертор и блок защиты.
Где ставить инвертор (преобразователь)
Хотя место сборки этого устройства не является критичным, рекомендуется поместить его как можно ближе к панелям (то есть на чердаке), что значительно уменьшит потерю тока во время его передачи. Инвертор обычно оснащен дисплеем, на котором можно считывать все параметры рабочей установки. Все чаще производители обеспечивают беспроводное подключение к Интернету, поэтому скорее всего будет возможность контролировать работу системы с помощью компьютера.
Выбор подходящей модели инвертора зависит от типа солнечных панелей и проводки, установленной в доме, — одни устройства используются в однофазных сетях, другие — в трехфазных.
Предохранители и разъемы
Предохранитель расположен в главном распределительном щите, то есть на электрической панели. Он защищает инвертор от повреждений.
Кроме того, в системе есть разъединитель, который предназначен для отключения домашней установки от внешней электросети, например когда он поврежден или выполняются некие работы по техническому обслуживанию.
Внимание! Установка с солнечными батареями должна быть подключена к сети уполномоченным на это действие электриком. Нельзя самовольно встраивать в электросеть такие приборы — могут быть штрафы, так что обязательно пригласите местного электрика.
«Солнечная крыша» как вариант кровельного покрытия
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Как результат, даже домовладельцы, располагающие средствами для монтажа солнечных батарей, не ставят их на крышу или вынуждены отводить место на участке под установку фотоэлектрических панелей.
Решение проблемы предлагает изобретатель из Калифорнии Зак Тейлор. Он разработал систему, объединившую в себе высокоэффективные солнечные батареи и классическую фальцевую кровлю.
Однажды мне в голову пришла идея. Любому загородному дому нужна электрическая энергия и красивая крыша, надо объединить их вместе!
Система представляет собой многослойную систему (пирог изнутри наружу), состоящую из следующих компонентов:
Т.е. фотоэлементы работают, как обычные батареи. Лучи солнца беспрепятственно проходят сквозь стекло и пленку и попадают на фотоэлементы, но создаётся полная оптическая иллюзия, что крыша покрыта фальцевой кровлей.
Сверхпрочное стекло выполняет защитную функцию (в случае града и т.п.). Мы также предусмотрели воздушный зазор, который сделан между основанием крыши и фотоэлементами. Благодаря этому осуществляется вентиляция подкровельного пространства, а система не перегревается в жаркие дни.
По словам разработчиков «солнечной крыши», гарантия на систему составляет 40 лет. На выбор доступно 8 цветовых вариантов окрашивания панелей, это полностью готовый продукт. С монтажом солнечных панелей на крыше легко справится тот, кто разбирается в нюансах строительства крыш и укладки кровельных покрытий.
Кровля из солнечных батарей эстетично выглядит и отлично
смотрится на коттедже любого дизайна: от хай-тека до
классики. Домовладелец раз и навсегда избавлен от
«головной боли», как смонтировать солнечные панели
так, чтобы не испортить дорогое кровельное покрытие.
Вся крыша дома сделана из солнечных батарей!
Фотоэлементами покрыта вся ее площадь, за счёт чего
повышается КПД системы и количество вырабатываемой
ею электроэнергии.
На данном этапе устройство проходит финальные испытания. Запуск изделия в серийное производство и продажа намечены на 2018 год.
На FORUMHOUSE есть статья, где собран практический опыт пользователей портала по строительству автономного дома применительно к нашему суровому климату и условиям эксплуатации.
Также рекомендуем материалы, где описывается крыша с интегрированными солнечными коллекторами и внешне неотличимая от сланцевой кровли, и необычная отопительная система «тёплый потолок».
Установка солнечных батарей на крышу дома
Монтаж солнечных батарей
Установку панелей выполняют как непосредственно на крышу, так и на несущую конструкцию, специально предназначенную для этих целей.
ustanovka-2 
ustanovka-1
В первом варианте панели будут размещены под фиксированным углом, что создаст определенные сложности при их эксплуатации, к примеру, в периоды пониженной интенсивности солнца. Таким образом, единственным приемлемым видом панелей останутся только не зависящие от активности солнца.
Чаще при установке используют второй способ, тем более что он применим к любой кровле. Несущая конструкция помимо того, что придает устойчивость к атмосферным воздействиям, к примеру, сильным порывам ветра, дает возможность регуляции угла наклона.
На заметку
Крыша дома может иметь любую конфигурацию, за исключением скатных с уклоном более 40°.
Полезно
Хотя солнечные батареи на крыше многоквартирного дома по общей стоимости будут дороже индивидуальных, однако сократят расходы по эксплуатации. Не надо забывать, что на крышах высоток отсутствуют затемненности, а, значит, модули на них будут работать с большей производительностью.
ustanovka-3 
ustanovka-4
Установку на земле выполняют на специальной опорной конструкции, расположенной не ниже полуметра от земли. Это вариант рекомендован, в частности, для регионов с сильными снегопадами.
На какие моменты нужно обратить внимание при монтаже
в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.
Как устроен каркас
Внимание!
Каркас не должен иметь перекосов, поскольку в противном случае из-за возникшего на поверхности стекла напряжения оно может просто лопнуть.
В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.
Собрать самому или с помощью специалистов
Выбор целиком за вами! Если у вас рабочие руки и «есть голова на плечах» можете смело приступать к самостоятельному монтажу солнечной батареи.
Но перед этим изучите литературу по самостоятельной установке солнечных батарей, выберите правильное место, исходя из вышеприведенных особенностей, запаситесь необходимыми инструментами и смело приступайте к установке.
Плюсы от самостоятельного монтажа безусловные — экономия денег и приобретение бесценного опыта, который в дальнейшем может вам пригодится. Но и недостатки имеются — вы потеряете свое время, а в случае неправильной установки и, следовательно, низкой эффективности батареи виноваты в этом будете только вы.
В случае обращения к квалифицированным специалистам, вы получите качественную услугу, и, в случае неправильного функционирования, можете обратиться к ним же, с целью устранения ошибки.
Свое время на это вы не потратите, но понесете материальные потери. Поэтому взвесьте самостоятельно все «за» и «против» перед окончательным выбором варианта установки.
Процесс монтажа солнечных батарей
Эффективность работы солнечных батарей напрямую зависит от правильности их установки. Поэтому перед началом установки солнечных батарей на скатную крышу необходимо:
Существует несколько способов сборки солнечных батарей. Для достижения наивысшего КПД можно комбинировать сразу несколько систем:
Монтаж солнечных батарей при помощи рамной конструкции
Этот тип самый приемлемый для многих пользователей. Для монтажа такой конструкции необходимо:
Рассчитать, выдержит ли крыша вес оборудования.
Рекомендуется усилить стропила в местах установки солнечной батареи.
Если вы планируете крепление нескольких батарей, для этого вам необходимо приобрести угловой профиль, имеющий размер 25×25. Если планируется монтаж на крышу дома более десяти квадратных метров, тогда для основания подойдет металлический уголок, размером 50×50.
Желательно, чтобы общий каркас был сварным, он более устойчив к порывам ветра
Или можно соединить детали при помощи болтов 6 и 8 мм.
Если ваш дом расположен в безветренной местности, для монтажа конструкции можно использовать алюминиевый профиль, несмотря на высокую стоимость такого профиля, его малый вес не будет создавать сильной нагрузки на крышу.
Важно, чтобы скос был регулируемым. Для этого детали должны подвижно соединяться в нижней части.
Для закрепления основы к кровельным балкам используется шпилька, ее диаметр должен составлять 12 мм
Место крепления можно усилить посредством шайб и подкладок.
После процедуры крепления каркаса следует подключить устройство к аккумуляторам, инверторам, контроллерам и к электросети дома.
Важно: Если вы устанавливаете панели в несколько рядов, проследите за тем, чтобы передний ряд не затемнял последующие. Солнечную панель можно использовать в доме, который на многие километры удален от электросетей
Автономная электрическая система намного выгоднее электроэнергии, так как за покупку и монтаж оборудования вы заплатите всего лишь раз, а пользоваться бесплатным электричеством сможете на протяжении многих лет
Солнечную панель можно использовать в доме, который на многие километры удален от электросетей. Автономная электрическая система намного выгоднее электроэнергии, так как за покупку и монтаж оборудования вы заплатите всего лишь раз, а пользоваться бесплатным электричеством сможете на протяжении многих лет.
Применение
Гелиосистемы применяют для обеспечения электричеством предприятий, отелей, больничных комплексов, дачных поселков, деревень, которые расположены на значительном удалении от ЛЭП либо испытывающих частые перебои со светом. Устройства, работающие на фотоэлементах можно встретить на суднах и поездах.
Гелиосистемы могут выступать вспомогательным и самостоятельным прибором для производства энергии. Их можно подключать совместно с магистральной сетью, ветровым, твердотельным и жидкостным генератором. При одновременном подключении магистрального электричества и установки на фотоэлементах, в первую очередь расходуется ток от фотоэлементов. Если его недостаточно, система начинает отбирать электроэнергию из магистральной сети. Но если произойдет отключение магистрального электричества. Электроэнергия от гелиосистемы также перестанет поступать.
Кроме получения электроэнергии, естественный свет используют для обогрева зданий. В этом случае устанавливают солнечные коллекторы. Их мощностей хватает для нагрева воды до 200 С, а стоимость системы сравнима с ценой не самого качественного электрического водонагревателя, который потребляет огромное количество электричества, а нагревает от силы до 98-100 С. Преимущества коллекторов по сравнению с иными системами неоспорима:
Особенности солнечных батарей
Что касается домашнего использования подобных преобразователей, то здесь можно выделить следующие преимущества:
Недостатками отметим следующие пункты:
Этапы монтажных работ
Итак, перед тем, как самостоятельно устанавливать панели на крыше жилого дома, Вы должны убедиться в следующем:
На основании всех этих моментов нужно первым делом самому правильно выбрать, где лучше установить систему на крыше дома. Сразу же следует отметить, что система должна находиться на южной стороне постройки, так как именно на эту область приходится максимальное количество солнечной энергии в световой день.
После того как Вы определитесь, где именно будут размещены панели (либо коллекторы), необходимо переходить к сборке рамной конструкции и установке ее на кровлю. Обязательно используйте только металлические уголки и профиля. Изготавливать каркас из бруса не рекомендуется, т.к. он быстрее потеряет свои прочностные свойства. Лучше всего использовать квадратный профиль 25*25 мм либо уголок, но на данном этапе все сугубо индивидуально – если Вы решили установить солнечную батарею большой площади, сечение профиля должно быть на порядок больше.
Полный обзор монтажных работ
Установка креплений на крыше
Отдельное внимание нужно уделить углу наклона панелей к плоскости горизонта, а иначе говоря – земной поверхности. Для каждого региона условия немного отличаются, но обычно весной рекомендуется выполнять установку солнечных батарей под углом 45 градусов, а ближе к осени 70-75
Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем. Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов.
Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что на плоской крыше или на земле не нужно выполнять горизонтальную установку панелей. В зимнее время Вам придется постоянно убирать снег с поверхностью, а иначе система не будет работать
Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу). Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха
Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома). Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома.
Порядок монтажа системы электроснабжения участка на мачтах и стене Вы можете на данном видео:
Как правильно установить конструкцию на столбах
Крепление панелей на стене
Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками! Надеемся, что предоставленная инструкция с фотоотчетами и видеоуроками была для Вас интересной и полезной!
Монтаж
Монтаж солнечных батарей на крышу начинают с сооружения каркаса. Для этого применяют алюминиевый профиль. Также можно купить готовые алюминиевые рамы либо каркасы.
Если вы решили изготовить каркас самостоятельно, в раме из профиля просверлите отверстия под крепежные элементы. Внутреннюю поверхность уголка покройте силиконовым герметиком. Его наносят равномерно, без промежутков и значительных утолщений. Туда укладывают лист прозрачного поликарбоната, оргстекла или стекла с антибликовым покрытием, прижимают и прикрепляют к профилю метизами. Силикон должен полностью просохнуть. Непросохший состав оставит на листе из прозрачного материала разводы из-за испарения некоторых фракций. Такая конструкция обеспечивает высокую жесткость и надежное крепление модулей.
В качестве метизов используют специальные фиксаторы либо болты, которые крепят через отверстия в рамках панелей, просверленных на заводе. Если вы воспользуйтесь саморезами или просверлите рамки фотоэлементов самостоятельно, оборудование утратит заводскую гарантию.
Далее каркас закрепляют на крыше. Если кровля покрыта черепицей, в местах крепления каркаса черепицу сдвигают, прикручивают профиль, возвращают черепицу на место. На готовый каркас метизами прикручивают панели, каждую в четырех точках.
В стандартном проекте для сборки батареи используют 36 элементов. Размер готовой рамы 83,5Х69,0 см. Закрепляя, оставляют зазор в 3-5 мм. Это необходимо для сохранения целостности конструкции, поскольку под воздействие температурных перепадов происходит термическое расширение/сжатие каркаса.
Как подключить солнечную батарею?
Гелиосистема состоит из:
Разные производители поставляют оборудование в различной комплектации. Как правило, контроллеры, инверторы, аккумуляторы, а иногда и проводку приходится приобретать отдельно.
Схема подключения солнечных панелей следующая.
1. Медным кабелем соедините аккумулятор и контроллер (плюс с плюсом, минус с минусом).
2. Присоедините к контроллеру фотоэлемент (плюс с плюсом, минус с минусом). При подключении нескольких модулей, соберите цепь последовательную (увеличивается суммарное выходное напряжение), параллельную (увеличивается суммарную выходную мощность) либо смешанную (повышаются оба параметра).
Схема подключения последовательно соединенных солнечных батарей: «+» первой панели подключите к «-» второй, «+» второй к «-» третьей и т.д. Выводные провода будут от «+» первой и «-» последней панели.
При параллельном, соединяйте «+» первого элемента с «+» второго, «-» первого с «-» второго и т.д.
При смешанном, соберите группы из параллельно соединенных элементов, затем группы соедините последовательно. В группах должно быть равное количество модулей.
3. Соедините инвертор с аккумулятором (плюс с плюсом, минус с минусом).
Порядок подключения нарушать нельзя. Это может привести к поломке контроллера.
Последнее время стоимость гелиосистем снижается. Это дает хорошие надежды, что в скором будущем доля экологически чистой энергии значительно возрастет. Энергия Солнца уже играет весомую роль среди возобновляемых источников энергии и продолжает набирать популярность.
Виды солнечных панелей
Солнечные батареи активно используются для отопления дачных и загородных домов. Такие устройства образуют электрическую энергию в ток при прямом попадании солнечных лучей на поверхность и выводятся из панели. Одна пластина площадью 1 квадратный метр может обеспечить энергией устройство мощностью в 250 Вт, поэтому, чтобы максимально улучшить принцип работы, их устанавливают ближе друг к другу. Нередко сооружают целую крышу в виде солнечных батарей. Ток, образованный в результате фотосинтеза, посредством распределителя попадает в аккумуляторы и затем в инвертер электросети.
Важно: От объема аккумуляторов солнечных батарей напрямую зависит продолжительность их дневной работы. Аккумуляторы подзаряжаются в течение дня, пока используется накопленная энергия за предыдущий день
Большого внимания заслуживают солнечные панели на скатную крышу, в основе которых состоят кремниевые полупроводники:
При выборе солнечной панели важно обращать внимание на уровень КПД, срок эксплуатации и стоимость. Если вы ищете конструкции с максимальной производительностью и компактностью, выбирайте монокристаллический вариант. Хотя оптимальным вариантом по соотношению цены и качества послужит поликристаллическая модель
Если говорить об аморфной конструкции, для получения хорошей мощности вам потребуется достаточно большой по площади фрагмент
Хотя оптимальным вариантом по соотношению цены и качества послужит поликристаллическая модель. Если говорить об аморфной конструкции, для получения хорошей мощности вам потребуется достаточно большой по площади фрагмент.
Важно: Кристаллические батареи способны прослужить до 25 лет, общий срок службы составляет 50 лет. Аморфные конструкции лишаются до сорока процентов мощности уже через три года эксплуатации
Выбор аккумуляторов
При выборе солнечных установок для дома первым делом нужно подобрать аккумуляторы. Рекомендуют свинцово-кислотные, не обслуживаемые из-за их высоких эксплуатационных и экономических показателей. Затем рассчитывается количество энергии, которое сможет дать солнечная панель. От этого зависит время, которое аккумуляторы смогут работать без подзарядки. Нужно обдумать и характер применения будущей энергосистемы. Если ваша установка планируется для дачного домика, то лучше выбрать мощные аккумуляторные батареи, которые будут заряжаться пять дней и два дня давать вам энергию.
После выбора и закупки всего необходимого можно сделать монтаж системы. Солнечные панели нужно крепить на фасаде или на кровле дома. Устанавливают их там, где освещенность максимальная. Направить панели лучше на юг, под наклоном в 45 градусов к горизонту. Монтажный кабель делают максимально коротким. для уменьшения потерь напряжения. Крепление аккумуляторных батарей и блока управления (контроллер) – делают на минимальном удалении друг от друга. Выполняйте все инструкции, которые даны в паспортах на изделия.
За рубежом излишки электроэнергии покупаются у домовладельцев государством, что дает быструю окупаемость солнечных батарей и стимулирует их применение.
Большим плюсом для описанной системы является экологическая чистота и безопасность для людей. Даже высокая начальная стоимость этих агрегатов, зависимость от географического положения и погодных условий не запрещает этим установкам завоевывать все новые дома и постоянно совершенствоваться технически. Энергия солнца должна быть у людей на службе.
Современные технологии позволяют практически всем использовать альтернативные источники электроэнергии, которые взаимодействуют с природными ресурсами. Одним из таких устройств являются солнечные батареи, преобразующие энергию от солнца в электропитание. Конструкция предполагает наличие фотоэлектрических компонентов, которые при объединении способны обеспечить требуемую мощность. В статье мы рассмотрим принципы, по которым производится установка солнечных батарей в частных домах.
На сегодняшнем рынке можно найти широкий выбор панелей, предназначенных для преобразования солнечной энергии. Однако продукция может принципиально отличаться как по типу материала, так и по другим параметрам
Помимо этого важно знать, как осуществляется монтаж солнечных батарей своими руками
Достоинства и недостатки
Итак, что же дает установка солнечных батарей на крыше дома?
Как правило, прежде всего выделяют следующие достоинства гелиосистем:
Из недостатков отметим: