Солнечные батареи на крышу

Преимущества крыши из солнечных батарей

Крыша из солнечных батарей с каждым годом становится все популярней. Установка солнечных батарей на крышах наиболее масштабна в тех местах, где часто бывает солнечная погода.

Владелец частного дома, установивший устройства для получения энергии из лучей солнца, получает бесплатный и неиссякаемый источник энергии.

К тому же работа солнечных батарей не наносит вред окружающей среде.

Как устроены солнечные батареи?

Основу солнечной батареи составляет полупроводниковый фотогенератор, преобразующий энергию лучей солнца в постоянный электрический ток.

Далее постоянный электрический ток при помощи инвертора преобразуется в переменный. Именно на нем и работают вся бытовая техника.

Он будет накапливать электричество и отдавать его в сеть при отсутствии солнца на небе. Для организации нормальной работы аккумулятора применяется контроллер, который следит за степенью заряженности батареи.

Преимущества применения солнечных батарей на крыше здания:

  • почти неиссякаемый и бесплатный источник энергии;
  • не вредит окружающей среде;
  • достаточно простое обслуживание;
  • можно получать электроэнергию в местах, где нет централизованных электрических сетей;
  • есть возможность комбинировать нескольких источников электропитания. Другими словами, в солнечную погоду можно использовать солнечные батареи, а в облачную применять обычный источник электроэнергии;
  • оборудование быстро самоокупается.

Крыша из солнечных батарей имеет следующие недостатки:

  • сравнительно высокая стоимость оборудования для получения энергии;
  • коэффициент полезного действия небольшой;

Но с развитием технологий эти недостатки постоянно ликвидируются.Если на южный склон крыши установить солнечные батареи, то выработка электроэнергии способна достигать триста киловатт в месяц.

Использование солнечных батарей на крышах частных домов

Существует два способа монтажа солнечных батарей в домах:

  • переделать кровлю;
  • частично заменить кровельное покрытие на фотоэлементы, которые выглядят как обычная черепица для крыши.

Многие люди считают, что кровля из солнечных батарей – это громоздкая и сложная конструкцию, которую достаточно трудно установить.

Но на самом деле это не так. Существует вид кровли, который называется Dow Powerhouse. Он выглядит как обычная черепица для кровли.

Стоимость этих изделий почти вполовину меньше обычных солнечных панелей, устанавливаемых на крышу, и они эффективнее на десять процентов.Технология изготовления заключается в том, что фотоэлектрические элементы вставляют в специальную форму, после чего ламинируют.

Следует отметить, что монтаж такой кровли почти не отличается от выполнения обычных кровельных работ.

Преимущества этой технологии:

  • экономия средств при монтаже составляет около пятидесяти процентов;
  • внешний вид дома остается прежним.

Приобрести солнечную батарею можно в специализированных магазинах, которые торгуют только качественными изделиями.

Если необходима крыша на солнечных батареях, то лучше всего обратиться в надежную компанию. Здесь вам помогут выбрать изделие по приемлемой цене и полностью установить все необходимое оборудование.

Солнечные панели можно установить на крыше либо в другом доступном месте.Рекомендуется устанавливать их южной стороны кровли здания.Выполнить монтаж солнечных батарей не трудно. Важно отметить, что переделывать крышу дома при этом не нужно. Необходимо лишь усилить кровельную конструкцию, если она не слишком прочная.

Наилучший угол для получения солнечной энергии в центральных регионах нашей страны составляет 30 — 45 градусов.Не рекомендуется выполнять установку оборудования и панелей самостоятельно, если у вас нет необходимых навыков и знаний.

Солнечные батареи на крыше

Все более актуальными становятся источники альтернативного получения электроэнергии. Когда-то получение солнечной энергии казалось фантастичным, теперь же такие батареи широко применяют как в космонавтике, так и при строительстве частных домов.

На фото показаны солнечные батареи, размещенные на крыше

Наиболее масштабной стала установка солнечных батарей там, где солнечных дней в году довольно много. На территории нашей страны использование такого вида источника энергии стало набирать обороты не меньше, чем в странах Европы, откуда и началось освоение энергии солнца.О том, какие виды композитной черепицы существуют, читайте на этой странице.

Основу солнечной батареи составляют:

  • Фотогенератор полупроводникового типа, преобразующий энергию солнца в ток;
  • Инвектор, по средствам которого, ток будет переобразован в переменный. Именно такой ток используется для электроприборов;
  • Контроллер, необходимый, чтобы следить за нормализацией заряда для работы батареи.

Конструкция данного устройства достаточно проста, однако обладает большим рядом преимуществ:

  • Источник энергии является бесплатным и неиссякаемым (зависит от количества солнечных лучей);
  • Не несут вред для окружающей среды;
  • Обслуживание включает в себя только очистку панелей батареи от скопившейся пыли;
  • Получать электроэнергию можно в тех местах, где нет централизованных сетей;
  • Возможность комбинирования работы солнечных батарей и иного электрооборудования.

Как и у любых других приборов, у солнечных батарей есть и свои минусы:

  1. Достаточно высокая цена на оборудование;
  2. Коэффициент полезного действия не очень высок;
  3. Существует прямая зависимость от солнечных лучей.

При оборудовании солнечными батареями южного склона крыши, выработка может достигать 300 киловатт (за месяц). О технологии монтажа сэндвич-панелей читайте на этой странице.

Солнечные батареи на крышу частного дома

Существует 2 варианта установки:

  1. Переделка крыши;
  2. Замена части покрытия на фотоэлементы (такие части напоминают черепицу).

Довольно большое количество людей считают, что такая конструкция на крыше частного дома – слишком громоздкая, которая, кроме того, должна быть сложной в установке. Однако это не правда.

Существует и достаточно широко используется такой вид солнечных батарей, которые после монтажа выглядят в точности как черепица. Данный вид изделий почти в 2 раза дешевле солнечных батарей стандартного типа, а их эффективность выше почти на 10%.

На этом изображении солнечные батареи заменяют кровлю крыши

Суть состоит в том, что фотоэлемент встраиваются в специальную форму и монтируются на кровле. В конечном итоге проведение кровельных работ по такой технологии практически не отличается от стандартных.

К преимуществам можно отнести:

  • Экономия средств до 50%;
  • Внешний вид кровли не меняется.

В России также уже достаточно успешно изготавливаются приборы с применением данной технологии. Все будет зависеть от индивидуальных потребностей хозяев домовладения. При выборе солнечных батарей экономить не стоит, так как даже дорогостоящие приборы с учетом передовых технологий, окупаются достаточно быстро.

Не стоит переживать о том, что может не хватить солнечного света для выработки энергии. Солнечные батареи для частного дома достаточно хорошо зарекомендовали себя и в пасмурную погоду. Однако ведущим направлением для установки является южная сторона крыши.

Бывают случаи, когда сама конструкция здания не позволит сориентировать батареи в правильном направлении. Не стоит переживать. Необходимо лишь установить ряд дополнительных элементов крепежа. Читайте о существующих материалах для утепления чердачного помещения здесь: http://fineroofs.com/uteplenie-kryshi/materialy-dlya-utepleniya-cherdachnogo-perekrytiya.html.

Прекрасной альтернативой и, в некотором роде заменой стационарным приборам послужит солнечная батарея. Устройство такой батареи состоит из солнечных ячеек, изготовленных из специальных твердотельных устройств и преобразующих солнечную энергию в электричество.

Ни изображении представлена схема устройства солнечной батареи

Работа батарей такого типа заключается в следующем:

  • Фотоны, ударяясь о поверхность, поглощаются при помощи рабочего материала (кремния);
  • После чего те же самые фотоны сталкиваются с атомами вещества, тем самым выбивая родные электроны. Возникает разность потенциалов, свободные электроны начинают активное движение чтобы погасить эту разность и возникает электрический ток;
  • Полученный ток преобразуется в постоянный, который отдается потребителю либо аккумулятору.

Чтобы получать электрический ток для частного домовладения, должна быть установлена солнечная батарея. Монтаж на кровлю не принесет хлопот, так как достаточно прост. Для установки солнечных батарей может быть использована как сама кровля, так и специализированные каркасы:

  1. При монтаже на кровлю угол наклона батарей будет фиксированным, что может быть не всегда удобно в процессе дальнейшей эксплуатации. Это относится к тем моментам, когда погода становится пасмурной и солнечная активность снижается. Либо необходимо будет устанавливать фотоэлементы, которые не зависят от того, насколько интенсивным будет солнечный свет;
  2. Для установки при помощи каркасов угол наклона может регулироваться от 15 до 60 градусов на разном количестве модулей. Таким способом солнечные батареи могут быть установлены на любой кровле и кровельном покрытии, начиная от металлической, заканчивая мягкой черепицей.

К положительным моментам применения каркасных систем относятся:

  • Быстрая и довольно простая установка;
  • Минимальные трудозатраты;
  • Срок полезного использования достигает 25 лет;
  • Могут быть установлены не только на кровле любого типа, но и даже на земле;
  • Высококачественные системы.

Стоимость солнечных батарей на крышу

Конечно, покупка солнечных батарей обойдется «в копеечку». Данный вид кровельного оборудования может напугать солидной стоимостью, однако не стоит забывать о том, что вложения окупятся довольно скоро, а это значит, что в итоге получение электроэнергии будет бесплатным.

Чтобы окончательно разобраться в целесообразности покупки такого товара, нужно просто сравнить цены стационарной сети и солнечной батареи:

  1. Чтобы подключить дом к стационарной сети необходимо будет заплатить примерно 15 500 рублей за один киловатт, что, в конечном итоге даст сумму в 300 000 (при том, что рассматриваемая мощность составляет 20 кВт). Кроме того, владельцу придется исполнить ряд специальных требований, таких как установка трансформатора;
  2. Размер солнечной батареи — 65х100 см. Стоит такая батарея порядка 12 000 рублей. Для обеспечения дома электричеством понадобится в среднем от восьми до десяти модулей. Необходимо учесть, что для обеспечения мощности в 20 кВт достаточно будет батареи в 8-9 киловатт.

Стоит задуматься – заплатить один раз и потреблять электроэнергию бесплатно, либо платить небольшими суммами постоянно, что в конечном итоге выльется в более крупные затраты.

На видео ниже показан процесс монтажа солнечной батарей на крыше.

Использование солнечной энергии – относительно новое изобретение человечества, в достаточной степени зарекомендовавшее себя в разных странах и широко используемое как для частных домовладений, так и в строительстве многоэтажек. Использование солнечных батарей – единовременная покупка оборудования и получение неиссякаемого источника электроэнергии на долгие годы, который, к тому же будет поставлять эту энергию бесплатно. Читайте про особенности крепления металлочерепицы и правильный расчет крепежа.

Установка солнечных батарей на крышу дома — полезные советы

Мало купить солнечные батареи – нужно правильно их смонтировать и учесть несколько важных моментов, чтобы даже изделия «настоящих китайских мастеров» могли выдавать свои заявленные изготовителями характеристики.

Оговоримся сразу – будем рассматривать варианты установки солнечной батареи и солнечного коллектора. Первая производит электрический ток, а второй – тепло. Однако устанавливать их можно, руководствуясь одними и теми же правилами.

Варианты установки солнечных батарей

Установка солнечных батарей возможна в нескольких местах:

1. Крыша дома любой конфигурации, кроме скатных крыш, имеющих наклон более 40 градусов.

2. Стены дома. Они по умолчания вертикальные (90 градусов к плоскости земли).

3. Поверхность земли либо невысокие хозяйственные постройки с плоской крышей.

Рассмотрим первый из этих вариантов, и сразу решим – какие плюсы, и какие минусы у него есть, и что учесть при монтаже для варианта «крыша».

Чтобы правильно установить солнечную батарею на стены дома – читайте другую статью на сайте.

Вариант с поверхностью земли и вариант с установкой на плоскую крышу невысокого строения пока не рассматриваем, так как снежный покров на значительной территории России сведет на нет все усилия по установке. А чтобы установка работала, придется нанимать отдельного дворника со снеговой лопатой и метлой.

Что говорят ученые про солнечные батареи

Лирическое отступление (цитата из учебника по солнечной энергетике):

«В последние годы, когда постоянно растет плата за отопление, актуальным становится вопрос о поиске альтернативных источниках тепла. Конечно, можно по старинке отапливать дом дровами или углем. Но можно обратиться к новейшим разработкам. Так, например, в южных странах широкое распространение получили именно солнечные батареи. В российских регионах с большим количеством солнечных дней и теплым климатом их тоже можно применять. Работают они за счет полупроводников, преобразующих энергию солнца в постоянный ток.

Чтобы солнечные батареи (выработка электроэнергии) и солнечные коллекторы (выработка тепла) служили долго и без проблем, нужно принять во внимание несколько факторов. Это особенности местного климата, количество необходимой энергии и тепла, финансовые возможности.

Солнечная батарея может обеспечить до 100 % всей потребности домохозяйства в электричестве. Солнечный коллектор может обеспечивать до 45-85% всей необходимой потребности домохозяйства в тепле. Если этот процент ниже, устанавливать солнечный коллектор не имеет смысла, так как нужной эффективности не будет, а денежные затраты не окупятся.

Установка солнечной батареи – это дело специализированной организации, монтаж осуществляют высококвалифицированные специалисты, которые точно спроектируют установку, вычислят ее мощности, настроят в соответствии с особенностями погоды».

Учебник написан в 1995 году, однако, с тех пор климатические условия совсем не изменились. Так что примем данные из книги как факт.

Правила установки солнечных батарей и коллекторов

Основные правила установки солнечной батареи на крышу следуют из правил монтажа любой конструкции на крыше здания, будь то антенна или дымоход.

Сначала нужно проверить, не создаст ли батарея дополнительную нагрузку на кровлю. Стоять там она должна обязательно под углом в 30-40 градусов под углом к плоской кровле высокого здания. Для скатной крыши, размещение оборудования на ней зависит от ее угла. Батарея также должна быть устойчивой к сильным порывам ветра.

Крепить батарею лучше на рамную конструкцию, основу которой составляют трубы замкнутого профиля (минимум 25 Х 25 миллиметров). В случае установки солнечной батареи или солнечного коллектора большой площади, естественно, нужно увеличивать сечение труб рамы.

Вообще, солнечный коллектор более устойчив к ветровым нагрузкам, нежели тонкопленочные солнечные батареи. Однако и тем, и другим требуется защита от сходящего со скатной кровли снега. Перед каждым кронштейном (рамой), на который крепится батарея или коллектор, следует установить трубчатый снегозадержатель. Еще лучше обеспечить кронштейн снегорассекателем, который позволит снегу с крыши сходить естественным образом, но защитит батарею или коллектор от механических повреждений.

PS. И да, конечно же вы помните, что устанавливать солнечные батареи или солнечный коллектор нужно на южном скате кровли вашего дома.

На фото ниже «китайские товарищи» монтируют солнечные батареи на кронштейнах — есть возможность подсмотреть интересные моменты.

Варианты установки солнечных батарей на крышу

Внедрение инновационных технологий сделало возможным использование альтернативных источников для получения электроэнергии. Сегодня многие склоняются к установке устройств, для которых энергоресурсом выступает энергия солнца.

Внедрение инновационных технологий сделало возможным использование альтернативных источников для получения электроэнергии. Сегодня многие склоняются к установке устройств, для которых энергоресурсом выступает энергия солнца.
Солнечные батареи на крышу представляют собой комплекс соединенных между собой отдельных фотоэлементов, которые обеспечивают расчетную мощность.

Разновидности солнечных батарей на крышу частного дома ↑

Сегодня более известны модули, в основе которых лежат свойства кремниевых полупроводников.

  • Наиболее востребованы устройства, работающие на основе поликристаллического элемента. В них наилучшим образом соотносятся количество вырабатываемой электроэнергии и их стоимость. Монтаж подобных систем достаточно прост и не требует особых навыков. Внешне их отличает синяя окраска и кристаллическая структура составляющих элементов.
  • Монокристаллические панели эффективнее поликристаллических . Однако, при этом нельзя не учитывать важный факт: цена установки солнечных батарей на крыше в этом случае существенно выше. Заполняющие элементы модулей имеют многоугольную форму.
  • Солнечные батареи на крышу, содержащие аморфный кремний, наименее эффективный вариант, хотя это особо не отражается на востребованности изделий. Это объясняется дешевизной выработанной энергии.

Отметим еще две разновидности гелиомодулей.

  • Гелиосистема из теллурида кадмия маломощные. Их изготавливают по пленочной технологии: сотни тысяч микрометров полупроводников тончайшим слоем наносятся на пленку.
  • Еще один тип панелей – гибкие CIGS-батареи, которые эффективны, нежели модули предыдущего вида.

Достоинства и недостатки ↑

Итак, что же дает установка солнечных батарей на крыше дома?

Как правило, прежде всего выделяют следующие достоинства гелиосистем:

  • довольно продолжительный эксплуатационный срок, причем эксплуатационные характеристики панелей не изменятся;
  • подобное оборудование редко создает проблемы, можно сказать, что им не требуется сервисное обслуживание;
  • установка альтернативного источника дает существенную экономию финансов, поскольку уменьшаются расходы на электричество и газ;
  • модули просты в эксплуатации.

Из недостатков отметим:

  • высокую стоимость;
  • гелиопанели менее эффективны, нежели стандартные источники энергии;
  • при использовании гелиосистем необходима синхронизация энергий, полученных от разных источников: солнечных и традиционных источников. Делается это при помощи добавочного оборудования, что, безусловно, связано с новыми затратами.
  • эти модули нельзя использовать с электроприборами, для функционирования которых требуются большие мощности.

Рекомендации по выбору ↑

Какие факторы необходимо принимать во внимание, если вы решили использовать в своем быту солнечную энергию?

Чтобы не ошибиться с выбором панелей и обеспечить требуемую мощность, сначала необходимо определиться с уровнем инсоляции в вашем регионе. Говоря более простым языком, определить, сколько солнечной энергии в среднем передается на 1 м 2 /год. На основе этих данных рассчитывают, сколько надо 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.

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.

  • Если наклон крыш для солнечных батарей не превышает 40°, то в этом случае монтаж выполняют либо на рамную конструкцию, либо без нее.
  • На плоской крышах установку выполняют на наклонную плоскость специального металлического каркаса.
  • На стене подобные батареи устанавливают очень редко. Как и в предыдущем случае монтаж выполняют на рамной конструкции, обязательно с наклоном.
  • Гелиосистемы в квартирах обычно устанавливают либо на крыше балкона или лоджии или с наружной стороны.

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.

  • Проверьте, в состоянии ли кровля противостоять суммарной нагрузке, образованной от веса рамы и самой панели.
  • Объекты, которые находятся вблизи, не должны откидывать тень на панели. В противном случае
  • из-за недостатка энергии солнца понизится КПД оборудования,
  • в системе ряд панелей из-за тени, падающей на их поверхность, не будут работать,

  • в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.
  • Необходимо исключить эффект парусности, чтобы автономная система была защищена от порывов ветра.

Как устроен каркас ↑

  • Конструкцию фиксируют при помощи металлических угольников размером 5*5 см и 2,5*2,5 см. Последние используются для распорных перекладин.
  • Крепление выполняют при помощи шести- и восьмимиллиметровых болтов.
  • Под кровельное покрытие каркас подвешивают, используя 12-миллиметровые шпильки.
  • В угольниках предварительно просверливают отверстия под шурупы, которыми фиксируют панели.

В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.

Читать еще:  Одноэтажный дом с односкатной крышей
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector