Ηλιακά πάνελ στην οροφή: περιγραφή, μέθοδοι εγκατάστασης, αρχή λειτουργίας, κριτικές

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Μέχρι πρόσφατα, η χρήση του ηλιακού φωτός ως αντικατάστασης των παραδοσιακών πηγών ενέργειας γινόταν αντιληπτή ως κάτι φανταστικό ή εφικτό μόνο υπό ειδικές συνθήκες. Σήμερα, τέτοιες λύσεις δεν φαίνονται απίστευτες, αλλά τα προβλήματα εφαρμογής τους στην πράξη για τους απλούς καταναλωτές παραμένουν επίσης. Από μόνη της, η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή είναι αρκετά απλή και βελτιστοποιημένη, αλλά αυτό δεν εξαλείφει τις δυσκολίες στην οργάνωση της λειτουργίας τέτοιων μπαταριών.

Βασικό κιτ του συστήματος

Η υποδομή λειτουργίας μιας ηλιακής γεννήτριας περιλαμβάνει έναν σταθμό μπαταρίας, μια μονάδα μετατροπέα, έναν μετατροπέα ενέργειας, έναν ελεγκτή και εξοπλισμό ελέγχου, απευθείας πάνελ με φωτοκύτταρα και εξαρτήματα στερέωσης και σύνδεσης. Κάθε εξάρτημα μπορεί να αντιπροσωπεύεται από διαφορετικές συσκευές που διαφέρουν ως προς τα τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα,παρέχεται ένα μικρό κτίριο κατοικιών με ηλιακούς συλλέκτες στην οροφή με ισχύ 1,5-2 kW. Να σημειωθεί ότι υπάρχουν τόσο σύνθετοι όσο και τοπικοί σταθμοί που μπορούν να εξυπηρετήσουν διαφορετικές ομάδες καταναλωτών. Οι ισχυρές μπαταρίες παρέχουν αρκετή ισχύ για να καλύψουν όλες τις ηλεκτρικές σας ανάγκες, από ένα φωτιστικό δρόμου μέχρι ένα λέβητα θέρμανσης. Λιγότερο παραγωγικά συστήματα προορίζονται για εξοχικές κατοικίες, αν και στις εγκαταστάσεις χρησιμοποιείται συχνά εξοπλισμός που καταναλώνει ενέργεια με τη μορφή αντλιοστασίων και εξοπλισμού ισχύος που λειτουργεί.

Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών μπαταριών

Το πιο εμφανές και εμφανές μέρος ενός ηλιακού σταθμού είναι το πάνελ μετατροπέα. Υπάρχουν διαφορετικές τεχνολογίες για την κατασκευή του, μέχρι το γεγονός ότι οι κατασκευαστές αναπτύσσουν μυστικές συνταγές για φωτοκρυσταλλικά πληρωτικά. Οι τυπικές συσκευές περιλαμβάνουν πάνελ πυριτίου με επικαλύψεις με βάση το βόριο και τον φώσφορο. Μπορεί να είναι είτε ένα μόνο πιάτο είτε ένα συνδυασμένο - από δύο ή περισσότερα στοιχεία. Υπάρχουν ενεργά ηλεκτρόνια σε διαφορετικά στρώματα της επικάλυψης, τα οποία, υπό την επίδραση του φωτός, ξεκινούν την κίνηση των σωματιδίων, προκαλώντας τη δημιουργία ρεύματος.

Η συσσώρευση της λαμβανόμενης ενέργειας παρέχεται από χάλκινες λωρίδες που συνδέονται με τα πάνελ. Μπορούν να μεταδώσουν ρεύμα είτε σε συσκευές αποθήκευσης ενέργειας είτε απευθείας σε καταναλωτές, για παράδειγμα, εξοπλισμό φωτισμού που βρίσκεται στην τοποθεσία. Προκειμένου οι ηλιακοί συλλέκτες στην οροφή να έχουν την πιο πλεονεκτική θέση όσον αφορά την άφιξη των ακτίνων, ο σχεδιασμός προβλέπει και αυτοματισμό. Χάρη στους θερμικούς αισθητήρες, αντιδράστο φως και κατευθύνει τα πάνελ προς τον ήλιο.

Επιλογή τοποθεσίας για εγκατάσταση

Για να αυξηθεί αρχικά η απόδοση του συστήματος, είναι επιθυμητό να ληφθεί υπόψη η βέλτιστη θέση των πάνελ στην οροφή. Ακολουθήστε τους ακόλουθους κανόνες:

• Λογιστική για την πτώση της σκιάς. Εάν η περιοχή εγκατάστασης βρίσκεται κάτω από τη σκιά ενός ψηλού δέντρου για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας, η απόδοση θα είναι, φυσικά, εξαιρετικά χαμηλή και δεν θα επιτρέψει καν την αποπληρωμή του κόστους συντήρησης της μονάδας. Επομένως, επιλέγεται η πιο εκτεθειμένη περιοχή στις ακτίνες του ήλιου.
• Σωστός προσανατολισμός πίνακα. Ακόμα κι αν ο σχεδιασμός προβλέπει σύστημα αυτόματης περιστροφής, συνιστάται αρχικά να επιλέξετε μια θέση που θα είναι πιο συμφέρουσα όσον αφορά την πτώση του έντονου ηλιακού φωτός στα φωτοκύτταρα.
• Υπολογισμός κλίσης. Ένα συνηθισμένο λάθος στην τοποθέτηση των πάνελ είναι η θέση τους σε γωνία που αντιστοιχεί στην κλίση. Με άλλα λόγια, το σχέδιο απλά ταιριάζει στην κλίση χωρίς καμία διόρθωση. Αυτή είναι μια θεμελιωδώς λανθασμένη προσέγγιση, καθώς οι γωνίες των πλαγιών (30-45 μοίρες) μπορεί να μην ταιριάζουν με την κλίση, η οποία θα είναι η πιο συμφέρουσα σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Οι ειδικοί συνιστούν την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή υπό γωνία ίση με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής. Δηλαδή, η γωνία θα αντιστοιχεί στον βαθμό του γεωγραφικού πλάτους.
• Προσδιορισμός διαθεσιμότητας. Η λειτουργία των πάνελ θα συνδέεται με τακτική συντήρηση και τεχνική υποστήριξη της κατασκευής. Επομένως, η φυσική προσβασιμότητα στα πάνελ στην οροφή αξιολογείται επίσης εκ των προτέρων.

Επιλογές για τη δημιουργία βάσης φορέα

Για την εγκατάσταση των πάνελ, συνιστάται η τοποθέτηση ενός μπλοκ ισχύος στο οποίο θα στερεωθεί το πλαίσιο των φωτοκυττάρων. Αυτό το σχέδιο μπορεί να γίνει στο σπίτι. Θα χρειαστείτε μια μεταλλική γωνία και συνδετήρες. Είναι επιθυμητό να κάνετε συνδέσεις με συγκόλληση - και πάλι, με τη βοήθεια ενός μετατροπέα, ακόμη και ένας άπειρος κύριος του σπιτιού θα σχηματίσει αρθρώσεις. Το πιο σημαντικό πράγμα είναι να υπολογίσετε σωστά τη βάση ως προς το μέγεθος και το βάρος, ώστε να μην σπάσει την οροφή και, κατ 'αρχήν, να σας επιτρέψει να εκτελέσετε μια αξιόπιστη στερέωση. Η πολυπλοκότητα της τοποθέτησης ηλιακών συλλεκτών στην οροφή έγκειται στην εγκατάσταση της πλατφόρμας μεταφοράς στο σύστημα ζευκτών. Το γεγονός είναι ότι η στερέωση αυτή καθαυτή δεν πραγματοποιείται στα στοιχεία της οροφής, αλλά στα δοκάρια της οροφής στον χώρο κάτω από την οροφή.

Από την πλευρά της σοφίτας κατασκευάζεται ένα ισχυρό φέρον πλαίσιο, βάσει του οποίου θα στερεωθεί η συγκολλημένη κατασκευή προφίλ. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε βιδωτές συνδέσεις, ώστε η εγκατάσταση να μπορεί να αποσυνδεθεί ανά πάσα στιγμή. Για να γίνει αυτό, οι τρύπες υπολογίζονται εκ των προτέρων, διαμορφώνεται η διαμόρφωση της αμοιβαίας διάταξης κ.λπ. Προφανώς, θα χρειαστεί να δημιουργηθεί ένα τεχνολογικό άνοιγμα στην οροφή.

Η διαδικασία εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών στην οροφή

Κάθε πάνελ με φωτοκύτταρα περικλείεται σε μεταλλικό πλαίσιο προφίλ. Οι κατασκευαστές αρχικά σκέφτονται τη διαμόρφωση της μελλοντικής βάσης, αφήνοντας κενά και τρύπες για στερέωση. Στο στάδιο της εγκατάστασηςΤα πάνελ πρέπει να προετοιμάζονται με κατάλληλο εξοπλισμό στερέωσης και στην πλατφόρμα του φορέα.

Επιπλέον, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε αποσβεστικά και μονωτικά υλικά. Θα προστατεύσουν το σύστημα τοποθέτησης από ζημιές διάβρωσης και ισχυρούς κραδασμούς από φορτίο ανέμου. Αυτό είναι ένα είδος επένδυσης μεταξύ της δομής στήριξης και των πάνελ. Στη συνέχεια, οι ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται στην οροφή στο επιλεγμένο σημείο - μέσω υλικού μέσω των τεχνολογικών οπών, το σώμα του πάνελ βιδώνεται στα μεταλλικά προφίλ. Εάν είναι δυνατόν, χρησιμοποιήστε ρυθμιζόμενα ή περιστρεφόμενα μάνδαλα για να ρυθμίσετε τη θέση των πάνελ.

Ηλεκτρικά μέτρα

Δεν είναι λιγότερο σημαντικό στάδιο στο οποίο οργανώνεται η καλωδίωση δικτύου και η σύνδεση εξοπλισμού. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι επίλυσης αυτών των προβλημάτων, αλλά η πιο αξιόπιστη μέθοδος θεωρείται η αυτόνομη σύνδεση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή με ανεξάρτητη πηγή ενέργειας. Στο αυτόνομο σύστημα τροφοδοσίας εισάγονται πίνακες με μετατροπέα και μπλοκ αποθήκευσης. Αυτό θα απαιτήσει γεννήτριες με μικρή ισχύ περίπου 500 W με οικιακή τάση έως 220 V.

Η καλωδίωση γίνεται με τυπικό καλώδιο εξωτερικού χώρου συνεστραμμένου ζεύγους, βαρέως τύπου. Όλες οι συνδέσεις του εξοπλισμού γίνονται με χρήση ηλεκτρικών επαφών - κατά κανόνα περιλαμβάνονται με ηλιακούς συλλέκτες. Ως εναλλακτική λύση, μπορείτε να σκεφτείτε τη δυνατότητα σύνδεσης με το κεντρικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά τότε δεν θα είναι δυνατή η χρήση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής ωςεφεδρικό τροφοδοτικό.

Ενσωμάτωση ηλιακών παραθύρων στέγης

Μια βελτιστοποιημένη σχεδιαστικά έκδοση του ηλιακού πάνελ που εξαλείφει την ανάγκη για ειδικά μέτρα εγκατάστασης. Το πάνελ είναι ήδη ενσωματωμένο στο παράθυρο της οροφής, επομένως απαιτείται μόνο η εγκατάσταση της δομής του πλαισίου. Εάν θέλετε, το πάνελ μπορεί να αφαιρεθεί από το σώμα στήριξης και να αφήσετε ένα παράθυρο με περσίδες ή άλλα προστατευτικά εξαρτήματα.

Μερικοί κατασκευαστές προσφέρουν την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή του σπιτιού σε έτοιμα παράθυρα στέγης. Δηλαδή, το πάνελ σχεδιάζεται και κατασκευάζεται ειδικά για τις διαστάσεις του υπάρχοντος ανοίγματος, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του πλαισίου. Στη συνέχεια, μένει μόνο να κάνετε μερικές τρύπες στο σχέδιο της μονάδας παραθύρου και να βιδώσετε το πάνελ. Για να συνδέσετε το καλώδιο, δημιουργείται ένα μικρό κανάλι με μια διαδρομή καλωδίωσης που οδηγεί στη σοφίτα ή τη σοφίτα. Εδώ, παρεμπιπτόντως, μπορεί να εντοπιστεί εξοπλισμός που συσσωρεύει και μετατρέπει ενέργεια.

Γενικές οδηγίες ροής εργασίας

Πριν ξεκινήσετε την εργασία, θα πρέπει να σχεδιάσετε ένα πρόχειρο σχέδιο για την τοποθέτηση της δομής - αυτό θα σας επιτρέψει όχι μόνο να καθορίσετε τη βέλτιστη μέθοδο στερέωσης, αλλά και να ελαχιστοποιήσετε πιθανούς λανθασμένους υπολογισμούς της εγκατάστασης. Θα πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη τις συμβουλές των κατασκευαστών για την τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή ενός κτιρίου. Για παράδειγμα, οι οδηγίες συχνά αναφέρουν την ανάγκη διατήρησης ενός κενού μεταξύ της επιφάνειας του σώματος του πάνελ και της οροφής. Ωστε ναΓια βέλτιστη κατανομή της ενέργειας σε όλη την περιοχή του φωτοκυττάρου, συνιστάται επίσης η τοποθέτηση ορθογώνιων πλαισίων οριζόντια - δηλαδή με τη μακριά πλευρά κατά μήκος του γείσου.

Λειτουργία συστήματος

Ο καλύτερος τρόπος ελέγχου του συστήματος είναι μέσω της αυτοματοποίησης. Οι σύγχρονες οικιακές εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας επιτρέπουν τη χρήση του τηλεχειριστηρίου για τον προγραμματισμό της λειτουργίας τόσο των πάνελ όσο και του εξοπλισμού αποθήκευσης. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν θα απαιτείται φυσική συντήρηση. Περιοδικά είναι απαραίτητος ο έλεγχος της κατάστασης των ηλιακών συλλεκτών. Στην οροφή μιας ιδιωτικής κατοικίας, συνιστάται να παρέχεται μια μικρή τεχνική πλατφόρμα με ένα σύνολο απαραίτητων εργαλείων και αναλώσιμων. Κατά καιρούς, θα πρέπει να εκτελούνται εργασίες ρύθμισης, επιθεώρηση των φωτοκυττάρων, καθαρισμός της δομής και αντικατάσταση αναλώσιμων όπως απαιτείται.

Κριτικές για τα ηλιακά πάνελ

Στη Ρωσία, δεν υπάρχουν τόσοι πολλοί ιδιοκτήτες ιδιωτών που έχουν δοκιμάσει τις δυνατότητες των ηλιακών μπαταριών. Παρόλα αυτά, οι εντυπώσεις από την πρώτη γνωριμία με αυτή την πηγή ενέργειας είναι ως επί το πλείστον θετικές. Ακόμη και μια σχετικά μικρή κάλυψη των απαιτούμενων όγκων ενέργειας προκαλεί θετικές αποκρίσεις. Οι χρήστες σημειώνουν τις ευρείες δυνατότητες συσσώρευσης και διανομής ενέργειας με την επακόλουθη ορθολογική χρήση της σύμφωνα με αιτήματα.

Από την άλλη, πολλοί από αυτούς που έχουν τοποθετήσει ηλιακό πάνελ στην ταράτσα του σπιτιού τους σημειώνουν τη δυσκολία στη συντήρηση και το υψηλό κόστος των αναλωσίμων. Ακόμα υψηλό κόστος εξοπλισμούπαραμένει ένα σημαντικό εμπόδιο στην ηλιακή επέκταση.

Συμπέρασμα

Παρά τα προφανή οφέλη από την ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας, εξακολουθούν να υπάρχουν προβλήματα χρήσης τους σε επίπεδο μαζικού καταναλωτή. Αυτές δεν είναι μόνο τεχνικές αποχρώσεις που αντιμετωπίζουν οι χρήστες, αλλά και εννοιολογικά χαρακτηριστικά της παραγωγής ενέργειας. Για παράδειγμα, η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή σε ιδιωτικές εξοχικές κατοικίες μπορεί να δικαιολογηθεί μόνο σε θερμές περιοχές, όπου υπάρχουν υψηλά επίπεδα της λεγόμενης ηλιοφάνειας. Είναι ένα μέτρο της ηλιακής ενέργειας που έρχεται στη γη με ακτίνες φωτός. Και δεν είναι καθόλου το ίδιο στα νοτιοδυτικά και βορειοανατολικά της χώρας, συγκεκριμένα. Επίσης, οι ειδικοί συνιστούν να λαμβάνεται υπόψη η αναλογία μεταξύ της απαιτούμενης ενέργειας και της δυνητικά παραγόμενης από τις ηλιακές μπαταρίες. Είναι πιθανό ότι ακόμη και υπό συνθήκες ευνοϊκών δεικτών ηλιοφάνειας, ορισμένα χαρακτηριστικά των πάνελ απλά δεν θα σας επιτρέψουν να επιτύχετε θετικό αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας.