Солнечные батареи для квартир: как выбрать и установить?

Рост функциональных возможностей и падение цен на фотоэлектрическое оборудование привел к появлению в России удивительного феномена. С недавних пор солнечная батарея, как источник энергии для обычной городской квартиры, стала реальностью. И, хотя установка фотовольтаики в многоэтажных домах по-прежнему сопряжена с рядом сложностей, такие домашние СЭС служат прекрасной страховкой от перебоев в электросети.

Варианты установки

Основной проблемой в подобных условиях является ограниченность подходящей для монтажа площади. Кроме того, следует учитывать предпочтительность выхода окон на юг или относительно небольшое отклонение от данного направления, которое можно компенсировать не во всех случаях.

Вариантов у владельцев квартиры всего три.

1. Установка солнечных батарей для квартиры на балконе

Является не самым оптимальным вариантом. Главные недостатки:

• требование максимально близкой к перпендикуляру ориентации рабочих плоскостей панелей относительно солнца;
• возможность использовать минимальную площадь, из-за чего совокупная мощность станции не превысит 1-2 кВт.

По этой причине мини СЭС такого типа применяются для ограниченного количества целей:

• обустройства на балконе «зимнего сада», для освещения и обогрева которого генерации будет достаточно даже зимой. Использовать такие солнечные батареи для отопления всей квартиры не получится;
• обеспечения питанием наиболее важных потребляющих ток устройств – осветительных приборов, ноутбуков, газовых котлов – в случае отключения электроэнергии.

Теоретически монтаж и пуско-наладку можно провести самостоятельно, но во избежание проблем лучше обратиться к специалистам MyWatt.

2. Комплект солнечных батарей для квартиры на несущей стене здания

Более сложный технически, но обладающий расширенным функционалом и увеличенной мощностью вариант. Недостатки «балконной» установки в нем практически отсутствуют. Из достоинств модификации следует отметить:

• за счет варьирования формы и конструкции крепежа панелям можно придавать оптимальный угол наклона в широком диапазоне;
• единственным непреодолимым обстоятельством является отсутствие места на стене, освещаемого солнцем. Это возможно только при расположении дома в окружении деревьев с густой листвой или постоянного отбрасывания тени близлежащими высокими зданиями;
• суммарная мощность станции и удельный КПД оказывается значительно выше, чем при размещении на балконе.

3. Солнечные панели для квартиры на кровле высотного здания

Вариант, наиболее привлекательный с точки зрения возможностей, но характеризующийся серьезными административными сложностями и техническими ограничениями.

Главная технологическая проблема состоит в непрактичности использования такой СЭС жильцами квартир, расположенных на нижних этажах высоких зданий. Связано это с прямой зависимостью величины энергетических потерь от длины кабелей. При расстоянии до крыши в десятки метров КПД системы может упасть на 15-25%.

Тем не менее, в южных регионах России подобные СЭС в многоэтажных домах функционируют уже не один год. Правда, устанавливаются они сразу для всего дома за счет застройщика, и покрывают в основном потребность освещения подъездов и питания лифтов.

Теоретически такая станция ограничена по мощности только площадью кровли. Монтаж на плоских крышах тоже не составляет труда и позволяет:

• развернуть панели в любом направлении и под любым углом;
• использовать солнечные батареи даже для отопления квартиры.

Преимущества и недостатки использования всех вариантов

От того, где будут располагаться элементы системы, зависит ответ на вопрос как выбрать солнечную батарею для квартиры.

Прежде всего, необходимо использовать следующую формулу расчета требуемой мощности и площади панелей:

Pсб * Ei / k = Eп, где

• Pсб – мощность батареи;
• Ei – среднесуточный уровень солнечной инсоляции для данной широты и долготы места расположения станции;
• k – средний коэффициент энергопотерь, равный для станции такого типа ≈1,3;
• Eп – ожидаемая среднесуточная генерация, нужная для обеспечения энергией всех устройств, которые будут ее потреблять.

Таким образом, солнечные панели для квартиры мощностью 1 кВт, например, в Краснодаре обеспечат среднесуточную генерацию:

1 кВт * 4,02 кВт*ч-м2 / 1,3 = 3 кВт*ч в сутки.

Однако зимой этот показатель сократится примерно в 2,5 раза, до 1,2 кВт*ч в сутки, а летом – в 1,5 раза увеличится, до 6 кВт*ч в сутки.

При средней производительности панелей 400 ватт/1 м2 понадобится 2,5 м2 эффективной площади для получения такой выработки.

1. Балкон.

При размещении электростанции на балконе максимальная площадь под фотоэлектрические модули может составить 5-10 м2, что равноценно 2-4 кВт генерации ежесуточно. Такого количества энергии явно недостаточно для полноценного снабжения всех имеющихся в доме устройств. Однако при кратковременных отключениях в централизованной сети солнечные батареи для квартиры дадут возможность на протяжении многих часов обеспечивать:

• освещение дома LED-лампами;
• работу пары ноутбуков;
• зарядку телефонов;
• кратковременное включение более мощных приборов – энергосберегающего холодильника, микроволновой печи, фена или утюга.

Несмотря на довольно скромные возможности, именно такой вариант среди россиян очень популярен. Причины тому следующие:

• подобная система обходится сравнительно недорого и может быть установлена даже самостоятельно;
• все вспомогательные элементы – контроллер, инвертор, кабельные соединения – легко разместить прямо на балконе;
• модули легко моются и проверяются, не требуя использования специального оснащения;
• экономия электроэнергии составляет порядка 1000 кВт*часов в год;
• система полностью автономна, абсолютно надежна и гарантирует защиту от перебоев с питанием во многих случаях, когда это критически важно.

Из недостатков отмечается:

• возможность использовать только стороны дома, выходящие на юг, юго-запад или юго-восток;
• ограниченность эффективной площади размерами балкона;
• необходимость размещения внутри всего оборудования, включая аккумуляторные батареи;
• ненулевая вероятность срыва панелей при сильных ветрах и бурях.

2. Стена дома.

Если удастся договориться с соседями, полезную площадь комплекта солнечных батарей для городской квартиры удастся увеличить до 20 квадратных метров. Это даст около 8 кВт мощности, или 24 кВт среднесуточных. Производительность и КПД панелей при этом будет выше, чем балконных, за счет более точной ориентации на солнце.

К явным достоинствам СЭС такого типа относятся:

• возможность полностью автономно обеспечивать квартиру электроэнергией весной, летом и осенью, с небольшими ограничениями зимой;
• использовать солнечные батареи даже для отопления квартиры при наличии газового, а не электрического двухконтурного котла;
• гарантировать отсутствие скачков напряжения, что исключит вероятность поломок дорогостоящей компьютерной и бытовой техники.

• бессмысленность размещения панелей на стенах, выходящей на север, северо-восток или северо-запад;
• сложность в монтаже и обслуживании;
• высокая стоимость набора оборудования, включая АКБ.

Стоимость комплекта солнечных батарей для городской квартиры

Несмотря на постоянное и стабильное падение цен на гелиосистемы, домашние СЭС по-прежнему обходятся недешево. Без учета установки, готовый комплект солнечной электростанции обойдется покупателям не менее, чем в 55 тыс. рублей за 1 кВт мощности.

Станция на 1,5 – 2,0 кВт потребует 75-110 тыс. рублей – сумма, вполне доступная большинству российских домохозяйств.

Чтобы определить, сколько стоит солнечная батарея для квартиры при размещении на стене дома, понадобится исходить из стоимости с учетом установки, или примерно 70-75 тыс. руб. за киловатт мощности. Тогда СЭС на 8 кВт потребует затрат в размере немногим более полумиллиона рублей. Однако здесь следует учесть «зеленый тариф» в России, условия по которому все лучше для владельцев СЭС. Таким образом, с 20-25 лет срок окупаемости солнечной электростанции можно значительно уменьшить.

Наиболее дорогостоящий вариант – полноценная станция на 12-15 киловатт, размещенная на крыше дома. Вложения более миллиона рублей и последующие траты на замену аккумуляторов – внушительная по российским меркам сумма. Но преимущества полностью автономного и стабильного снабжения энергией любых приборов и техники часто того стоят!

Солнечные батареи для квартиры на балконе

Интересное на сайте

Возможность использовать альтернативные источники энергии – популярная и интересная тема. Солнечные батареи – одно из решений, которое наиболее востребовано в регионах с частыми отключениями электроснабжения жилых домов. Их можно установить даже на небольших балконах городских квартир. Конечно, такая установка не сможет заменить традиционную электросеть, но у вас всегда будет возможность зарядить мобильный телефон и осветить комнату.

Из чего состоит солнечная батарея

• Фотоэлементы. Генерируют электрический ток при попадании на них солнечного света. Представляют собой пластины из полупроводникового материала (поликристаллы или монокристаллы кремния, аморфный кремний, теллурид кадмия, CIGS), которые можно соединять между собой и формировать панели разных размеров.
• Аккумулятор. Позволяет накапливать энергию и использовать её по мере необходимости.
• Инвертор. Преобразовывает постоянный ток аккумулятора в переменный.
• Система управления.
• Дополнительное оборудование с USB и другими видами выходов для прямого подключения гаджетов, настольных ламп и мелких приборов.

Эффективность солнечной батареи

По отзывам пользователей, балконная система из 4-х панелей способна генерировать до 2-х кВт электроэнергии за световой летний день. Этого хватает на освещение квартиры энергосберегающими лампами, подзарядку мобильного телефона и, возможно, для работы некоторых бытовых приборов. Для полноценного пользования всей техникой (стиральной машиной, водонагревателем и плитой) тока, вырабатываемой балконной солнечной системой, конечно, недостаточно. В зимнее время производительность системы ниже в 3-4 раза.

Экономическая целесообразность

Стоимость брендовой заводской установки для комплексного бытового использования начинается от 250 000 руб. Понятно, что период окупаемости в средних широтах России будет очень долгим. Китайские аналоги стоят на порядок дешевле.

Систему можно собрать и своими руками из комплектующих, заказанных на AliExpress. По отзывам мастеров, самодельная конструкция, выполненная с надлежащим уровнем качества, обходится не дешевле готовой батареи из Китая, но такой подход будет интересен творческим людям с инженерным складом ума.

Особенности установки и основные требования

Монтаж солнечных батарей на балконе не требует согласований при условии, что конструкция не мешает соседям и не создаёт потенциальной опасности. Исключение составляют дома, являющиеся памятниками архитектуры в исторической части города – в этом случае изменение облика фасада возможно только после получения разрешения.

Чтобы солнечная батарея на балконе эффективно работала, необходимо соблюдать правила установки:

• Правильно выбрать место расположения батареи. Есть смысл устанавливать системы только на южной или юго-восточной стороне. Кроме того, нужно убедиться, что они не будут затеняться соседними зданиями, деревьями и конструкциями – тень, закрывающая только один элемент, снижает эффективность работы всей системы в 2 раза.
• Балкон должен быть застеклён и утеплён, так как на морозе аккумулятор быстро теряет заряд.
• В случае открытого балкона необходимо как минимум предусмотреть защитные короба, предохраняющие оборудование от влаги и загрязнений или размещать его в жилой комнате, что неудобно и неэкологично.
• В российских условиях с небольшим количеством солнечных дней рекомендуется использовать поликристаллические фотоэлементы – они более чувствительны даже к слабому световому потоку.
• Солнечная батарея работает наиболее эффективно, когда лучи падают на неё под углом 90 градусов. Поэтому в идеале система должна быть расположена не строго вертикально, а под соответствующим углом и иметь возможность регулировки вслед за отклонением солнца в течение года. В условиях городского балкона это реализовать довольно сложно.

Как собрать солнечную батарею своими руками

Чтобы собрать панель самостоятельно, нужны следующие материалы и комплектующие:

• стекло;
• фотоэлементы;
• алюминиевый профиль для рамки;
• герметик;
• проводник (можно использовать медный интернет-провод «витая пара»).

Из инструментов понадобится паяльник на 40 Вт и мультиметр.

Последовательность работ:

1. Рассчитать площадь и размер стекла так, чтобы на него поместились все фотоэлементы, с учетом зазора между ними в 3, 4 мм.
2. Нарезать алюминиевый профиль под углом 45 градусов. Собрать рамку будущей батареи.
3. Нарезать проводник нужной длины. Приступить к пайке фотоэлементов. Этот этап требует особой аккуратности и осторожности, так как кремниевые пластины очень хрупкие (можно купить уже подпаянные фотоэлементы и пропустить этот этап). Места пайки покрыть спиртовым раствором канифоли и залудить. Провода зачистить от изоляции, залудить и слегка припаять в нескольких точках. Затем основательно пропаять по всей длине.

Подробную сборку солнечной панели, смотрите в нашем видео:

Несмотря на то, что установка солнечных батарей на балконе не сделает вашу квартиру полностью энергонезависимой, в некоторых случаях она очень хорошо выручает. В любом случае подобные эксперименты – это шаг вперёд в вопросе продуктивного использования альтернативных видов энергии.

https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/solnechnye-batarei-dlya-kvartir-kak-vybrat-i-ustanovit

Солнечные батареи для квартиры на балконе