«Солнечная» черепица – «зеленая» технология для кровельных материалов

Система фотоэлектрической солнечной кровли

Система фотоэлектрической солнечной кровли состоит из модуля PV, который и вырабатывает электрический ток, а также из аккумуляторной батареи, инверторов и проводов, что позволяет преобразовывать постоянный ток (DC), выработанный от солнечных лучей в переменный ток (AC), применяемый в бытовых целях. Малые системы такого покрытия солнечной черепицей позволяют непосредственно использовать выработанную энергию на хозяйственные нужды, в то время как крупные системы производственных зданий и комплексов используются автономно по системе энергонакоплений. Размер установленной на крыше фотоэлектрической черепицы (ее общая площадь) напрямую зависит от спроса на потребление электрической энергии в конкретном жилом или производственном здании. Как правило, каждая единица гибкой «солнечной» черепицы может производить от 17 до 50 ватт электроэнергии, поэтому при ее установке на крыше следует точно рассчитывать количество квадратных метров, под которые будет устанавливаться эта инновационная черепица.

Виды солнечных коллекторов

Виды солнечных коллекторов

Существует своя классификация данных устройств, которая базируется на их конструкции:

• Плоский,
• Воздушный,
• Вакуумный.

Плоская конструкция внешне похожа на ящик, выполненный из алюминия, внутри которого находятся трубки из медных материалов. На дне ящика находится довольно толстый теплоизоляционный слой. Сверху изделие закрыто специальными материалами, например, закаленным стеклом или пропиленегликолем. Именно данная поверхность и будет поглощать в себя тепло солнечных лучей. Среди всех видом изделий эта конструкция является наиболее прочной и долговечной, поэтому она рекомендована для установки в регионах, где регулярно выпадает дождь или снег.

Однако у плоского коллектора имеется один довольно существенный недостаток: если он выходит из строя, то это будет касаться всей отопительной системы. Ремонту, как правило, не подлежит, его придется сразу менять и устанавливать новый. Его можно применять не только для обогрева, но и для горячего водоснабжения, однако его производственной мощности хватит лишь для того, чтобы прогреть температуру всего на 20-30 градусов выше по сравнению с температурой окружающей среды. Данная модель является самой дешевой среди всех других видов.

Конструкция воздушного коллектора функционирует по принципу парникового эффекта. Солнечные лучи, притянутые рабочей поверхностью, будут полностью поглощаться. Эта тепловая энергия прогревает массу воздуха, которая находится внутри конструкции. В ней может быть предусмотрен специальный вентилятор, передающий горячий воздух дальше в жилые помещения, однако имеются устройства, обеспечивающие естественную циркуляцию. Данный коллектор представляет собой прочную, надежную и очень долговечную конструкцию, которая практически не будет нуждаться в проведении ремонтных работ. Их недостаток заключается в том, что диапазон прогрева воздуха не слишком большой.

Вакуумный коллектор состоит из системы медных трубок, размещенных в стеклянном сосуде довольно большого объема. Между стенками воздуха нет, он полностью откачан. Вакуум в данном случае выполняет функцию теплоизолятора и одновременно проводника.

Все элементы располагаются в ряд, что позволяет поглотить как можно большее количество солнечной энергии. В зависимости от того, какой протяженности будут трубки, можно будет рассчитать, сколько тепла они станут давать. Для не слишком большого дома вполне подойдут трубки, длина которых не будет превышать два метра с внутренним диаметром 6 см. Стекло, используемое в данной конструкции, отличается хрупкостью, поэтому такие осадки, как град, а также упавшие ветки и прочие физические воздействия могут привести к тому, что она выйдет из строя.

Ремонтные работы в этом случае связаны с необходимостью замены трубки, которая вышла из строя, что является несомненным плюсом, так как нужды в полной замене системы не будет. В зимний период эффективность от использования такого солнечного коллектора значительно выше по сравнению с плоскими устройствами. Это связано с его возможностью лучше прогревать воду и сохранять тепло в течение долгого времени. Коллекторы вакуумного типа, используемые для прогрева дома, обычно имеют только самые положительные отзывы со стороны потребителей, так как можно приобрести изделия различных размеров, поэтому они подойдут даже для достаточно больших домов. Это позволяет хорошо сэкономить на отоплении, не снижая при этом показатели коэффициента полезного действия.

Стоит отметить, что коллекторы могут быть сезонного использования и круглогодичного применения. Первая разновидность может функционировать только в том случае, если температура окружающей среды не ниже ноля градусов. Круглогодичные являются универсальными конструкциями, однако их стоимость будет значительно выше.

Осуществляя выбор солнечного коллектора, следует учитывать не только собственные финансовые возможности, но и ряд других параметров:

• Требуемая мощность,
• Площадь крыши, так как коллектор устанавливается обычно именно там.

Разновидности по материалу изготовления

Гофрированные трубки для электрического кабеля выполняются из металла или специального пластика. В строительстве широкое распространение получили гофры из следующих материалов:

Поливинилхорид (ПВХ) – легкий материал, имеющий самозатухающие свойства. Гофры из такого материала выполняются в сером цвете. ПВХ гофры для кабеля используются в сухих закрытых помещениях, так как чувствительны к ультрафиолетовому излучению и не являются водостойкими. Получили наибольшее распространение в связи с доступностью (невысокая цена) и универсальностью применения.

Полипропилен (ППР) – материал, который не поддерживает и не распространяет горение, устойчив к ультрафиолетовому излучению. Гофры из такого материала являются водостойкими и используются при прокладке сетей вне помещений или в помещениях с высокой влажностью. По цвету такие гофры выполняются синего цвета.

Полиэтилен низкого давления (ПНД) – влагостойкий материал. Такие трубки так же применяют во влажных помещениях или на улице. ПНД – материал горючий, поэтому его не используют в деревянных помещениях. Разрешено использование ПНД гофр в стяжках или в конструкциях из негорючих материалов. Выполняется в оранжевом или черном цвете.

Варианты подключения системы

Схемы монтажа бывают летними и зимними. Первая категория подразумевает использование коллектора для обеспечения горячего водоснабжения на основе естественной циркуляции. Это самая простая возможность подключения самодельного оборудования, оптимальная для летнего душа, но ее можно использовать и дома, если установить бак внутри. При естественной циркуляции горячая жидкость движется вверх, поэтому коллектор должен находиться ниже бака, расстояние между ними не должно превышать 1 м. Рабочие элементы объединяются с помощью труб с диаметром от ¾ дюйма.

Зимняя схема может быть использована для горячего водоснабжения, отопления или комбинированного решения. Теплообменники заполняют антифризом, в систему внедряют бак косвенного нагрева с медным змеевиком и утеплением. При обустройстве горячего водоснабжения применяют расширительный бак.

Виды черепицы Tesla

Что представляет собою солнечная крыша Tesla? Сама по себе черепица представляет собою солнечные батареи. Она способна выполнять не только функцию защитной конструкции. Такая черепица также способна преобразовывать энергию солнца. Согласно презентации, которую представила компания будет 4 вида стеклянных панелей, которые рассчитаны на различные предпочтения застройщиков и архитекторов.

Специалисты планируют выпустить керамическую черепицу итальянского стиля, сланец, текстурированную и гладкую плитку. Ознакомиться с коллекцией более детально вы можете на фото ниже.

Черепица романского стиля

Slate Glass Tile визуально напоминает натуральный камень

Черепица с оригинальной текстурой

Гладкая черепица

Конечно, многие специалисты предполагают, что ассортимент продукции со временем будет расширяться. Однако, те модели, которые можно будет приобрести сейчас также достаточно интересны.

Из чего состоит солнечная черепица

Фотогальваническая черепица, называемая также солнечной, — это вид кровли, преобразующий энергию солнца. Лист состоит из битума, на который крепятся фотогальванические ячейки. Сверху на материал наносится в 2–3 слоя аморфный кремний для создания антибликового эффекта. Элементы соединяются диодами с выведенным кабелями, которые покрыты полимером для защиты от агрессивных внешних факторов.

Солнечная черепица выглядит красиво и обеспечивает защиту дома от осадков

Плюс гибкого материала: возможность установить на крышу любой формы. Пластины при необходимости ставятся под наклоном. При этом черепица с фотоэлементами сочетается с гонтами и другими кровельными материалами. При установке применяется комплексный подход: солнечная сторона крыши покрывается фоточерепицей, затемненная — обычным покрытием, которое выглядит идентично и не портит внешнего вида здания.

Применение

До появления гофрированных электротехнических труб в качестве материала для скрытой проводки, кабели замуровывали в стены, покрывая штукатуркой, а открытые края – прикручивали к опоре или пропускали через металлическую трубу. Это значительно осложняло демонтаж и ремонт электросети в случае таких, например, неполадок как короткое замыкание – для извлечения кабеля требовалось разбивать шов.

Пожаробезопасность

Гофры из самозатухающего ПВХ (степень воспламеняемости В3 по ГОСТ 30402-96) не только не горят сами, но и предотвращают распространение огня при возгорании проводки, сжимаясь вокруг кабеля и ограничивая приток кислорода.
Гофра обеспечивает дополнительную влагоизоляцию электропроводки, что важно для помещений с повышенной влажностью.. На рынке строительных продуктов она появилась относительно недавно, но, благодаря своим полезным свойствам, практически сразу стала очень востребованной

На рынке строительных продуктов она появилась относительно недавно, но, благодаря своим полезным свойствам, практически сразу стала очень востребованной.

Гофрированные трубы (гофры) под электропроводку.

Металлочерепица – долговечно, но не всегда экономично

Внешний вид цветного металлического профиля напоминает натуральную черепицу. Кровля долгое время выглядит привлекательно. Материал нарезается по размерам заказчика, что позволяет минимизировать отходы.

Плюсы металлочерепицы

• широкий температурный диапазон применения;
• облегченный кровельный пирог;
• большой выбор цветов;
• качественная гидроизоляция.

Минусы металлочерепицы

• дорогостоящая звукоизолирующая «подушка»;
• высокая стоимость доборных элементов;
• вероятность появления коррозии;
• сложный монтаж.

Стоимость металлочерепицы зависит от исходной толщины металла и вида полимерного покрытия. Средняя цена квадратного метра – около 260-300 рублей. Но чем дешевле кровельное покрытие, тем короче срок его эксплуатации.

Солнечная черепица от Tesla

Умная крыша нового поколения получила название Solarglass Roof. Внешне материал похож на обычную кровлю. Однако, данная разработка, по своей сути является солнечными панелями. С помощью такой технологии, можно создать личный, автономный и чистый источник электричества.

Первую модель солнечной кровли компания представила еще в далеком 2021 году. Тогда, стоимость продукции была запредельно высокой. Это стало препятствием для успешной реализации товара. По этой причине разработка материала продолжилась.

Вторая версия черепицы вышла намного дешевле по стоимости. Однако, по задумке, процесс установки должен был занимать не больше 7 дней. На деле, на монтаж крыши уходило больше двух недель. Именно за счет этого, стоимость продукции также была высока.

В третьей версии разработчики усовершенствовали черепицу и запатентовали новый каркас. Он позволил снизить стоимость и самого материала и сократить время установки. По словам Илона Маска, покрытие Solarglass Roof по продажам может превысить автомобильный бизнес компании Tesla.

Черепица уже доступна для покупки на официальном сайте Tesla. Там установлен специальный калькулятор, с помощью которого можно рассчитать стоимость необходимого материала. На территории США, чтобы покрыть черепицей крышу площадью в 200 кв.м., придется заплатить больше 42.000 долларов. При этом, поверхность будет давать 10 кВт мощности.

По словам Илона Маска, установка солнечной крыши не имеет смысла для домов, на которых установлено новое покрытие. Так как черепица работает не как солнечные панели, а как самостоятельная крыша. Она будет защищать дом от осадков и питать его электричеством. Черепица Solarglass Roof на 40% дешевле своего предшественника. Плюс к этому, компания дает гарантию в 25 лет на материал.

Производственный процесс создания

В специализированных магазинах можно приобрести наборы, в которых есть уже всё необходимое для создания солнечной панели

Доведенные ежемесячными счетами до кондиции, люди, могут собрать солнечные панели самостоятельно.

И для создания такой панели им нужно:

1. Определиться с количеством ячеек в будущей солнечной панели.
2. Припаять солнечные элементы по монтажной схеме группами.
3. Нанести защитный материал, если его нет, то приклеить силиконом стекло к каждой панели.
4. Дождаться пока высохнет силикон.
5. Также можно застеклить и вторую часть, заключив тем самым солнечный элемент с обеих сторон.
6. Дать этой конструкции хорошо высохнуть как минимум за сутки.
7. Произвести работы по монтажу рамки. Для этого необходимо герметизировать края рамки и закрепить рамку из алюминия.
8. Соединительную коробку с тыльной части конструкции нужно закрепить с помощью герметика. Клей герметик соединит с поверхности модуля соединительную коробку.
9. Установить инвертер. Для этого на задней части панели соединительную коробку необходимо сделать с колодкой. Блок с одной стороны необходимо сделать плюсовым, со второй стороны необходимо провести провод к инвертеру. При небольшом инвертере и тока будет мало.
10. Последним этапом является тестирование солнечной панели. На этом этапе необходимо измерить электрические параметры модуля, когда на него воздействует мощный световой поток, который имитирует солнечную энергию.

Перечень параметров, которые необходимо измерить:

• ток короткого замыкания;
• напряжение холостого ход;
• электроэнергия максимальной мощности;
• напряжение максимальной мощности;

Какой угол наклона сделать у солнечной панели?

Угол наклона полностью зависит от времени года (высоты подъема солнца)

При установке солнечной панели очень важно обратить внимание на ее расположение и угол наклона. Именно поэтому при выборе месторасположения батареи, выберите то место, где лучи будут падать перпендикулярно и будет небольшой наклон

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон

Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон. Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома

Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи

Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши

Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши

Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома. Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши.

Рабочие показатели

При изготовлении солнечной панели точно по вышеуказанной схеме, солнечная батарея будет давать 500 Вт электричества в неделю.

Для многих такое количество электроэнергии покажется слишком маленьким. Но заметим, что солнечная батарея в нашем случае маленькая, всего 28 солнечных ячеек, и месторасположение играет немаловажную роль. В связи с этим, если необходима мини-электростанция, как говорится и затрат нужно будет значительно больше.

Система фотоэлектрической солнечной кровли

Система фотоэлектрической солнечной кровли состоит из модуля PV, который и вырабатывает электрический ток, а также из аккумуляторной батареи, инверторов и проводов, что позволяет преобразовывать постоянный ток (DC), выработанный от солнечных лучей в переменный ток (AC), применяемый в бытовых целях. Малые системы такого покрытия солнечной черепицей позволяют непосредственно использовать выработанную энергию на хозяйственные нужды, в то время как крупные системы производственных зданий и комплексов используются автономно по системе энергонакоплений. Размер установленной на крыше фотоэлектрической черепицы (ее общая площадь) напрямую зависит от спроса на потребление электрической энергии в конкретном жилом или производственном здании. Как правило, каждая единица гибкой «солнечной» черепицы может производить от 17 до 50 ватт электроэнергии, поэтому при ее установке на крыше следует точно рассчитывать количество квадратных метров, под которые будет устанавливаться эта инновационная черепица.

Сравнение с аналогами

Для лучшего представления об отличиях разных кровельных материалов рассмотрим и другие виды покрытий для крыши в сравнительной таблице.

Материал	Срок службы, лет	Пожароопасность	Уровень шума	Безопасность для здоровья	Прочность	Цена, руб/кв.м
Металлочерепица	50	безопасен	высокий	безопасен	высокая	335
Асбестоцементный шифер	30	безопасен	низкий	вреден	низкая	220
Еврошифер	20	безопасен	низкий	вреден	низкая	235
Профнастил	45	безопасен	высокий	безопасен	высокая	235
Битумная черепица	25	безопасен	низкий	безопасен	низкая	240
Керамическая черепица	150	безопасна	низкий	безопасен	высокая	1 407

Преимущества фотоэлектрической черепицы.

Самым главным преимуществом «солнечной» черепицы перед другими видами кровельных покрытий является ее экологически чистая природа, плюс большая экономия электроэнергии. Самые большие затраты возникнут только при установке черепицы на крыше, но как только она начнет «работать», экономия электроэнергии составит более 60%, что через короткое время покроет все затраты по ее установке и будущему ремонту, если такой возникнет. Нет необходимости укладывать под «солнечную» черепицу дополнительный утеплитель, в этом тоже своя экономия денежных средств и времени. Крыша с такой черепицей выглядит очень стильно, создает своеобразный украшающий эффект.

Фотоэлектрическая черепица проста в установке, ее отдельные поврежденные участки легко заменяемы. В некоторых европейских странах, для улучшения экологической обстановки в регионе, жителям городов предоставляются государственными банками очень выгодные кредиты и субсидии на установку такой кровли с «солнечной» черепицей

Так что, возможно в ближайшем обозримом будущем наше государство, тоже обратит на это внимание. Таким образом, установка энергосберегающей черепицы является первым шагом в продвижении на планете

Конструкция и детали.

Из-за простоты устройства печатная плата не разрабатывалась, все элементы распаиваются на выводах переключателей и разъёмов. Всю конструкцию можно собрать в корпусе небольшого размера, всё будет зависеть от габаритов применённого трансформатора и переключателей.

При испытании мощных биполярных транзисторов на больших токах (100мА и 500мА) их необходимо закрепить на радиаторе! Если пластинчатый радиатор смонтировать на одной из стенок прибора или сам радиатор использовать в качестве стенки прибора, то это сделает пользование устройством более удобным. Радиатор, который всегда с собой! Это существенно ускорит процесс испытания мощных транзисторов в корпусах ТО220, ТО126, ТОР3, ТО247 и аналогичных.

Микросхему стабилизатора блока питания также необходимо установить на небольшой радиатор. Диодный мост подойдёт любой на ток 1А и выше. В качестве трансформатора можно использовать подходящий малогабаритный, мощностью от 10Вт с напряжением вторичной обмотки 10-14В.

Опционально: в приборе для проверки транзисторов предусмотрены гнёзда для подключения второго мультиметра (включенного в режим измерения постоянного напряжения на предел 2-3В). Подсмотрел эту идею на одном из форумов. Это позволяет измерить Uбэ транзистора (при необходимости вычислить крутизну). Данная функция очень удобна при подборе биполярных транзисторов одной структуры для ПАРАЛЛЕЛЬНОГО включения в одном плече выходного каскада усилителя. Если при одном и том же токе напряжения Uэб отличаются не более чем на 60мВ, то такие транзисторы можно включать параллельно БЕЗ эмиттерных токовыравнивающих резисторов. Теперь вы понимаете, почему усилители фирмы Accuphase, где в выходном каскаде в каждом плече включено параллельно до 16 транзисторов, стоят таких денег?

Перечень используемых элементов:

Резисторы: R3 — 820 Ом, 0,25Вт, R4 — 1к2, 0,25Вт, R5 — 510 Ом, 0,25 Вт, R6 — 260 Ом, 0,25Вт R7 — 5,1 Ом, 5Вт (лучше больше), R8 — 26 Ом, 1 Вт, R9 — 51 Ом, 0,5Вт, R10 — 1к8, 0,25 Вт.

Конденсаторы:

С1 — 100nF, 63V, C2 — 1000uF, 35V, C3 — 470uF, 25V

Коммутация:

S1 — переключатель типа П2К или галетный на три положения с двумя группами контактов на замыкание, S2 — переключатель типа П2К, тумблер или галетный с одной группой контактов на переключение, S3 — переключатель типа П2К или галетный на два положения с четырьмя группами контактов на переключение, S4 — кнопка без фиксации, S5 — сетевой выключатель

Активные элементы:

T3 — транзистор типа КТ3102 или любой маломощный n-p-n типа с высоким коэффициентом усиления, D3 — TL431, VR1 — интегральный стабилизатор 7812 (КР142ЕН8Б), LED1 — светодиод зелёного цвета, BR1 — диодный мост на ток 1А.

Разное:

Tr1 — трансформатор мощностью от 10Вт, с напряжением вторичной обмотки 10-14В, F1 — предохранитель на 100mA…250mA, клеммы (подходящие доступные) для подключения измерительных приборов и испытуемого транзистора.

Виды черепиц

Сегодня под этим термином скрывается несколько кровельных материалов. Нас же будут интересовать только три, одна из которых и есть черепица, две вторые ее аналог, очень схожий по форме и размерам. Итак:

• родоначальник черепичных конструкций – черепица керамическая;
• ее аналоги – цементно-песчаная и полимерно-песчаная модификация.

Керамическая черепица

Из названия становится понятным, что это изделие изготавливают из глины. Его формуют и обжигают при высоких температурах. Конечный результат – коричневого цвета черепица. Необходимо отметить, что нет стандарта в плане формы и размеров. Производители сегодня предлагают богатый в этом плане ассортимент. Хочется отметить глазурованную черепицу, заготовку которой перед обжигом смазывают глазурью. На поверхности готового изделия получается блестящая глянцевая поверхность.

Что касается ассортимента, то можно перечислить самые популярные модели:

• ленточная плоская;
• ленточная пазовая;
• одно- или двухволновая;
• желобчатая и прочие.

Еще совсем недавно в основном использовали ленточного типа черепицу, которую укладывали в два слоя, чтобы гарантированно избежать протечек. Сегодня этого делать не надо, потому что появился материал пазового типа.

Керамическая черепица на крыше Источник ko.decorexpro.com

В конструкции этой разновидности есть с одной стороны паз, а с другой шип. При соединении двух соседних элементов кровельного покрытия шип одного вставляется в паз другого, что обеспечивают стопроцентную герметичность стыка. При этом в конструкции черепицы есть так называемое ушко. Оно расположено в нижней плоскости. Его назначение – крепить штучный материал к обрешетке проволокой. Каждый элемент крепить не надо, проволокой привязывают черепицы через ряд по вертикали.

Считается, что основной недостаток керамической черепицы – ее большая масса. То есть под это кровельное покрытие придется сооружать мощную стропильную систему и обрешетку. Но с другой стороны большой вес – это хорошее противостояние ветру. Даже шквальный порыв не снесет кровлю. Скорее всего, главный минус – высокая цена.

Керамическая черепица – пазовая модификация Источник bta.ru

Цементно-песчаная черепица

Аналог классике был специально изобретен. Причина – удешевить кровельный материал и сделать его массово доступным. Выход был один – убрать из технологического процесс этап обжига, в котором основные затраты сводятся на расход дорогого энергоносителя. Но глина не становится прочной, если ее не обжечь. Поэтому она была заменена недорогими, но доступными ингредиентами: песком и цементом, которые в купе создавали прочный, с долгим сроком эксплуатации материал.

Необходимо отметить, что в процессе производства обжига нет, но есть этап сушки при +600С. Даже это оказалось дешевле. По всем параметрам цементно-песчаная разновидность не уступает керамической. Даже есть превосходство – разнообразие цветового оформления, которое достигается путем нанесения красок на полимерной основе. Лакокрасочная продукция данного типа обеспечивает и защитные, и декоративные функции.

Кровля дома покрыта цементно-песчаной черепицей Источник krovlyaregion.ru

Полимерпесчаная черепица

Это изделие состоит из трех компонентов:

• песок (70%), придающий прочность изделию;
• полимер, обычно отходы полиэтилена, выступающий как связующий элемент (25%);
• остальное краситель, придающий материалу необходимую декоративность.

Процесс производства полимерно-песчаной черепицы основан на прессовании подогретой смеси под большим давлением. Получается очень прочное изделие, которое по всем параметрам не уступит ни керамической разновидности, ни цементной. Она даже превосходит своих конкурентов по цветовому оформлению, где присутствуют все цвета и оттенки.

Полимерпесчаная черепица разных цветов Источник kakpostroit.su

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Особенности эксплуатации устройств

Существующие типы гелиоколлекторов способствуют использованию солнечной энергии круглогодично. Но производительности агрегатов будет достаточно для отопления дома только в периоды межсезонья. Зимой придется дополнительно воспользоваться традиционными источниками тепла (печами и котлами на жидком, твердом топливе, электричестве). Тем не менее, гелиоколлекторы помогут уменьшить расходы на энергоносители.

Устройства объединяются в группы в зависимости от потребностей.

Следует учитывать, что температура и объем горячего водоснабжения и отопления зависят от уровня потребления воды, погоды, то есть интенсивность нагрева будет каждый день разной.

В качестве теплоносителя специалисты рекомендуют использовать нетоксичные антифризы, позволяющие эксплуатировать оборудование в холодные месяцы, увеличить рабочий ресурс схемы.

Система фотоэлектрической солнечной кровли

Система фотоэлектрической солнечной кровли состоит из модуля PV, который и вырабатывает электрический ток, а также из аккумуляторной батареи, инверторов и проводов, что позволяет преобразовывать постоянный ток (DC), выработанный от солнечных лучей в переменный ток (AC), применяемый в бытовых целях. Малые системы такого покрытия солнечной черепицей позволяют непосредственно использовать выработанную энергию на хозяйственные нужды, в то время как крупные системы производственных зданий и комплексов используются автономно по системе энергонакоплений. Размер установленной на крыше фотоэлектрической черепицы (ее общая площадь) напрямую зависит от спроса на потребление электрической энергии в конкретном жилом или производственном здании. Как правило, каждая единица гибкой «солнечной» черепицы может производить от 17 до 50 ватт электроэнергии, поэтому при ее установке на крыше следует точно рассчитывать количество квадратных метров, под которые будет устанавливаться эта инновационная черепица.

Варианты устройства крыши

Рассмотрим наиболее часто используемые типы крыш для дачных домов и схему их устройства. Изображения сопровождаются весьма подробным описанием, так что вы сможете соорудить что-то подобное и на своем участке.

Простая односкатная крыша

Наиболее простую конструкцию имеет односкатная крыша. Она является плоской, но имеет определенный угол наклона, который образуется стенами разной высоты.

Чтобы не перегружать крышу давлением от снега и обеспечить его скатывание рекомендуемый угол наклона односкатной крыши составляет 45 градусов. Такой наклон не позволяет перекрывать большие пролеты, поэтому при желании использовать крышу этой формы на строении большой площади не забудьте хорошенько ее укрепить.

Двускатная крыша

Самый распространенный и универсальный тип крыши — двухскатный. Он подходит для устройства кровли как жилых домов, так и технических нежилых сооружений на даче, таких как сарай, беседка, гараж и т.п.

Монтаж стропил на крыше

Первый этап возведения крыши — крепление мауэрлатов.

Следующим этапом возводятся стропила.

Чтобы легко установить стропила, заблаговременно изготовьте шаблон из досок: две доски соединенные подвижно на гвоздь. Поставьте свободные края досок на установленные мауэрлаты и разведите их концы на нужный угол. Зафиксируйте положение поперечной стяжкой. Отвесом не забудьте проверить чтобы конек был по центру.

Соединенные неподвижно тремя болтами или гвоздями по шаблону стропила гораздо проще закрепить по месту.

Чтобы оставшиеся стропила поставить по одному уровню — между стартовыми стропилами протяните шнур.

На следующем этапе стропильная система укрепляется опорными стойками и диагональными связями.

Мансарда — классика дачного дома

Отдельный вид двускатной крыши — мансардная крыша. Удобная для обустройства жилого второго этажа на даче, мансарда — своего рода классика дачного строительства. Не смотря на большую популярность этого типа конструкции, мансардные крыши относительно сложны в устройстве.

Нужно заметить, что мансардная крыша отлично выглядит на домах любой архитектурной формы. Если вы решили, что на вашем доме должна быть именно такая крыша, то сразу продумайте какие окна для нее вы планируете: обычные или мансардные. Мансардные окна добавят и света и экзотики, но одновременно усложнят процесс устройства крыши.

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.

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).