Активное развитие солнечной энергетики в Украине началось в далеком 2009 году, когда на законодательном уровне приняли так называемый в народе «Зеленый тариф». Цель данного закона – стимуляция развития ВИЭ, как производителя экологичного и дешевого электричества. Это позволило владельцам домовладений устанавливать солнечные электростанции у себя на домах, часть энергии солнца использовать для себя, а излишки выработанной энергии продавать в сеть государству. Главное преимущество «зеленого тарифа» в том, что он в разы больше чем атомная и тепловая энергия и, кроме того, тариф привязан к евро.
На момент вступления в силу законопроекта в нем было сказано, что поставщик электроэнергии обязан покупать электроэнергию, которая произведена из следующих источников:
- малые гидроэлектростанции (мощностью до 10 МВт);
- ветровые электростанции;
- солнечные электростанции;
- электростанции, которые используют биомассу как топливо.
Естественно самым популярным из списка выше, стал вариант солнечных электростанций. Гидроэлектростанции – сложно найти место для установки такой станции, необходимы определённые условия и разрешения, возможности как финансовые, так и интеллектуальные.
Ветровые станции также особо нигде не расставишь, то по уровню шума нельзя, то местность не отличается наличием ветров, да и конструкция огромная и малоэффективная.
Электростанции, работающие на биомассе – дорого, сложно, нет опыта.
Остается из списка – солнечные электростанции. Достаточно просто – фаза и ноль, плюс и минус. Наличие крыши или земельного участка, сравнительно небольшие вложения, которые возвращаются спустя 3-4 года.
И в Украине начали массово строить солнечные электростанции для домохозяйств мощностью до 30 кВт. Пик активности строительства наблюдался в 2019 году, когда много людей хотели в конце года успеть зарегистрировать станцию с тарифом 0,18 Евро. В некоторых случаях станции подключались в буквальном смысле «ночью», с 30 на 31 декабря. А все потому, Что с 2020 года тариф уменьшался до 0,16 Евро.
Некоторые «хитрые» владельцы станций строили несколько станций на своё имя. Выкупали дома с участками, строили там станцию и потом на этом зарабатывали.
Так, в основном, в Украине много частных «тридцаток» и других станций меньшей мощности – от 5 до 30 кВт. Это сетевые станции, которые работают только при наличии сети. Обычно это сеть 380 вольт, где применяется система с тремя фазами и нулем. Она работает и сейчас.
Солнечная электростанция для дома – как правильно выбрать?
На момент возникновения «зеленого тарифа» в Украине преобладали только сетевые станции. Сейчас же этот список расширился до трех видов станций:
- Сетевая СЭС;
- Автономная СЭС;
- Гибридная СЭС.
Пройдемся по характеристикам и принципу работы каждой из них.
Сетевая солнечная электростанция
Сетевая СЭС, как следует из названия, работает только при наличии сети. То есть, чтобы получить электроэнергию от солнца и передать её в сеть, нужная сама эта сеть. Если сеть пропадает, то инвертор уходит в защиту и ждет, пока работа сети не возобновиться. Это сделано на программном уровне инвертора с целью безопасности, так как при отключении сети на линии могут проводиться работы. И если инвертор будет продолжать генерировать в сеть электроэнергию, то есть риск, что ремонтная бригада, человек, может попасть под напряжение.
Поскольку станция работает только тогда, когда есть электричество от подстанции, есть необходимость монтажа новой линии от подстанции 380 вольт, чтобы напряжение было стабильным, что важно для инвертора
Автономная солнечная электростанция
Автономная СЭС работать может в условиях, где нет внешней сети или есть частные перебои с электросетью. В этой системе предусмотрены аккумуляторы, которые собирают энергию от солнца, а потом, при необходимости, отдают её. Это очень хорошее решение, особенно для сельской местности, где не всегда есть стабильная подача электроэнергии и существуют частые её отключения. Также эффективно применять систему в условиях отсутствия внешней сети, однако это эффективно в теплое время года, например, с весны по осень. В зимнее время из-за отсутствия солнца станция будет производить мало электричества, которого не хватит ни на собственное потребление, ни на заряд АКБ. Так что будьте внимательны и учитывайте этот момент.
Гибридная солнечная электростанция
Гибридная СЭС совмещает в себе две вышеупомянутых станции, у неё более широкий функционал. Так, гибридная станция может использовать электричество для потребления дома, излишки энергии может отдавать в сеть и накапливать в АКБ. Такая система очень интересная, не дешевая. Некоторые умудряются применять её в «Зеленом тарифе», но это не эффективно по ряду причин:
- Станция не дешевая. Потребуются куда большие инвестиции, что отразиться на сроках окупаемости.
- Большая часть энергии будет отправляться на потребление объекта, и накапливаться в АКБ. Поэтому энергии по ЗТ будет минимальное количество. Соответственно окупаемость будет в разы больше обычной сетевой СЭС.
Какую мощность устанавливать?
Мощность станции зависит от того какую площадь займут панели и позволяет ли их поместить местность/объект. Самым популярным решением в Украине являются станции мощностью 30 кВт. Минимум под эту мощность необходимо 150 квадратных метров площади крыши или земельного участка. Однако, со временем, хитрые владельцы СЭС придумали, как увеличить выработку СЭС и ускорить срок окупаемости.
На 30 кВт инвертор можно было устанавливать до 40, а в некоторых случаях до 50 кВт солнечных панелей. При этом работа инвертора не нарушалась. Зачем это было делать? Так, к примеру, увеличивалось время максимальной генерации станции.
Если 30 кВт панелей в летний солнечный день выдавали около 25-27 кВт в час на протяжении 2-3 часов, то имея 40 кВт панелей, станция выдавала в пиковое летнее время свои 30 кВт на протяжении 4-5 часов. Этим самым увеличивалось количество проданных в сеть кВт. Соответственно под 40 кВт панелей уже необходимо 200-220 квадратных метров площади.
Какие солнечные электростанции можно устанавливать в частных домах?
А частных домах можно устанавливать любую из вышеприведённых солнечных электростанций. Однако, если рассматривать вариант «Зеленого тарифа», то есть ограничение. Так, на одно домохозяйство можно солнечную станцию максимальной мощностью 30 кВт.
Если у вас часто отключают свет – можно установить автономную или гибридную СЭС, соответствующей мощности вашей нагрузке. Это позволит во время отключения электроэнергии, чтобы у вас работало резервное оборудование. И если автономная СЭС не предполагает продажу электроэнергии, то гибридная СЭС может это делать. Но цена такой станции будет куда больше, чем обычной сетевой станции.
Какие задачи способна решить солнечная электростанция для дома?
В большинстве случае солнечные электростанции в Украине устанавливают для заработка по «Зеленому тарифу». Это самый эффективный способ применения СЭС. Срок окупаемости 30-и киловаттной станции около 4 лет и до 2030 года идет дополнительный, пассивный заработок.
Также, в скором будущем будут очень полезны сетевые солнечные станции для частных, дачных, загородных домов, как способ экономии электроэнергии. Ведь в скором будущем тарифы на электроэнергию возрастут, а станция позволит экономить хотя бы в дневное время суток. Обычно для таких домов достаточно 5-10 кВт мощности от станции. Если нужно больше, тогда необходимо произвести расчеты и энергоаудит дома.
Многие хотят установить систему солнечных батарей для частного дома, чтобы использовать её для отопления. Но, эти люди не учитывают главного – солнечная электростанция подразумевает наличие солнца для её работы. Поскольку в Украине солнечных дней в зимнее время мало, то и эффективность такой станции будет минимальной. Поэтому рассматривать как основную систему электроснабжения солнечными батареями, как минимум глупо.
Автономная или гибридная станция также эффективна. Гибридная станция выполняет роль сетевой станции, но оборудуется дополнительно аккумуляторной батареей, в которой хранится энергия. Эту энергию можно использовать либо в ночное время или в период аварийных ситуаций, когда отключают свет. В среднем достаточно 5-10 кВт запаса электроэнергии. Для больших домов этот параметр рассчитывается индивидуально, вплоть до 15-20 кВт.
Многие использую автономные системы для обеспечения беспрерывной работы котлов и освещения. Для этого достаточно мощности около 3 кВт по батареям и инвертору. Подойдут даже дешевые эл. станции небольшой мощности.
То есть, исходя из вышеперечисленных данных, можно сделать вывод, что СЭС может выполнять задачи для дома по экономии электроэнергии, обеспечению комфорта во время отключения сети и, конечно же, дополнительного заработка.
Выбор оборудования для домашней солнечной электростанции
Еще пару лет назад рынок был наполнен всевозможным оборудованием эконом класса, среднего и премиум. Сейчас же цены выросли в разы и уже мало кто привозит в Украину бюджетное и некачественное оборудование. Хотя такие есть, но уже меньше.
Сразу скажу, что всё, что ввозиться в Украину – это производство Китая. Это хорошее оборудование, которое отличается высокой надежностью, эффективностью, а также имеет гарантию 3-5 лет. Самыми востребованными являются инверторы Huawei, Solis – Китай, Fronius – Австрия. Есть и другие, такие как Solax, Altek, Axioma, SolarEge.
Среди панелей также есть такие, которые часто применяются и имеют хорошие показатели эффективности, надежности, а также имеют хорошие отзывы. В основном используют солнечные панели из мирового рейтинга Tier1: JA Solar, Leapton, Trina Solar, Risen, Abi Solar, Longi Solar, Sun Power. Из бюджетных производителей это: Altek, Inter Energy, DNA, Axioma, Sola и уйма других.
Выбрать есть из чего, вопрос только в цене.
Отмечу, что станцию вы строите на минимум 15-20 лет, поэтому экономить на оборудовании – это себе дороже. Хороший инвертор имеет гарантию не менее 5 лет, техническую поддержку в Украине и базу для их ремонта. Есть большая вероятность, что за 20 лет придется заменить или ремонтировать солнечный инвертор.
И если с инвертором более-менее все понятно, то с солнечными панелями не всё так просто. Их габариты растут, вес растет, удобство монтажа из-за этого усложняется. Панели, как правило, имеют гарантию 5 лет на производительность до 95%, 12 лет – на производительность 90% и 25 лет на производительность 80%. Первые 2-3 года действует гарантия на заводской дефект. Дальше – требуется специалист, который сможет в случае выхода из строя панели выявить, по какой причине это произошло. И хорошо, если панель перестала работать сама по себе, из-за брака. А как её менять, если каждый год панели увеличиваются в размерах, параметрах? Неизвестно!
Поэтому требуйте гарантийные талоны на оборудование, не экономьте на нем, так как в будущем будет дороже что-то заменить, отремонтировать и купить.
Готовые комплекты или строительство солнечной электростанции «под ключ»?
У многих инсталляторов в Украине есть уже готовые комплекты для строительства солнечных станций под ключ. Обычно это инвертор, панели, защитная автоматика. Дальше – индивидуально, так как место установки может быть абсолютно любое, количество кабеля также зависит от места установки. Обычно если количество панелей, инвертор – это одна стоимость, то конструкция, кабель и расходные материалы просчитываются индивидуально, зависимости от места и сложности монтажа.
Кстати, очень часто можно приобрести комплект солнечных батарей и инвертор, чтобы своими руками произвести монтаж солнечной станции.
Можно ли сэкономить и что делать, если цена «кусается»?
Если средств не достаточно, чтобы построить солнечную станцию для дома под ключ, тогда есть вариант сэкономить и построить её самостоятельно. Для этого необходимо определиться с типом станции, какую задачу она должна выполнять, выбрать место установки, тип конструкции и подсчитать количество кабеля переменного тока и постоянного для панелей.
Некоторые компании предоставляют услуги по проектированию СЭС. У них можно заказать проект под свой дом или участок и дальше установить станцию своими руками.
Есть масса вариантов. Например, вы можете самостоятельно построить конструкцию под солнечные панели, а монтажная бригада уже сама расставит панели как нужно. Можно самому построить станцию, а инженер проверит правильность установки оборудования. Тут уже как договоритесь. В любом случае, варианты экономии есть. Но экономить на оборудовании, еще раз повторюсь, не нужно!
Как самостоятельно произвести расчет окупаемость для домашней СЭС?
Расчёт окупаемости СЭС зависит от её вида, мощности и задачи, которую она выполняет. Возьмем для примера СЭС мощностью 30 кВт под зеленый тариф.
В год такая станция сгенерирует около 33 тысяч кВтЧ энергии и может продать её в сеть. Цена проданного 1 кВт энергии в сеть составляет 0,16 Евро, что в гривнах примерно 5,10 грн. Из этой суммы нужно вычесть налог и военный сбор – это 20%. Получаем 4,08 грн за кВтЧ. Если мы генерируем 33 тысяч кВтЧ в год, то нам нужно эту цифру умножить на 4,08. Получим 134640 грн или 4207 Евро. В долларах это примерно $4790.
СЭС мощностью 30 кВт обойдется в среднем 20 тысяч долларов. Поэтому нам нужно разделить 20000 на прибыль в 4790, получим 4,1 год срок окупаемости.
Вы можете связаться с нами, чтобы узнать стоимость солнечной электростанции для частного дома.
Если рассматривать станцию для обеспечения дома, то сейчас тариф в Украине позволяет чуть выгоднее пользоваться электроэнергией из сети, чем использовать СЭС. Однако, если цена на электроэнергию повыситься до 3 грн за 1 кВтЧ, тогда СЭС будет оправдана.
Например, если дом потребляет 1000 кВтЧ в месяц, цена за 1 кВтЧ составляет 3 грн, то за год это затраты в размере 36000 грн.
Если установить станцию мощностью 5 кВт, она сгенерирует энергии за год около 7000 кВтЧ. Именно на эту экономию вы можете рассчитывать. Но, поскольку мы потребляем энергию круглосуточно, а станция работает только в дневное время суток, то мы сможем рассчитывать примерно на половину от всей генерируемой энергии. Это около 3500 кВтЧ. 3500 умножим на 3 грн, получим 10500 экономии в год.
Станция на 5 кВт будет стоить примерно $5000. Вот и вся математика. Примерно за 13 лет она окупиться. Но за 13 лет тариф вырастит еще в несколько раз.
На данный момент солнечная сетевая электростанция больше подходит для больших предприятий, где потребляют сотни тысяч, а то и миллионы киловатт в сутки.
Поэтому, лучше еще пару тысяч добавить и установиться станцию с аккумуляторной батареей. Здесь не разумно считать окупаемость, потому что как можно высчитать окупаемость комфортного проживания в момент отключения электроэнергии? У вас будет АКБ, в котором будет запасаться энергия, которую вы не используете и далее этой энергией можно пользоваться в ночное время или в аварийные отключения света.
Думаю комфорт важнее любой окупаемости.
Для освещения двора, немощных электроприборов можно применить мини солнечную электростанцию, небольшой мощности, примерно 500-1000Вт.
Как рассчитать станцию?
Фотомодули
Первым делом на нужно понимать, куда мы будем устанавливать солнечные батареи. Это может быть кровля как плоская, так и скатная.
Так, современные солнечные батареи имеют размеры более 2200х1300 мм, что около 2,86 метров квадратных. И если на скатную кровлю на 1 кВт панелей уйдет около 6 метров квадратных, то на плоскую будет это значение в два раза больше. Связано это с тем, что на плоской крыше модули устанавливаются один за другим, а чтобы не было затенения позади стоящих рядов, необходимо придерживаться расстояния между рядами примерно в две высоты модуля.
Идеальным вариантом является чертеж кровли по размерам и расположение на ней солнечных панелей с определенными размерами. Там можно максимально эффективно расположить панели и по максимуму использовать крышу. Важным в этом процессе является определение угла падения солнечных лучей в разное время года. И если летом солнце находится высоко и тень будет минимальна, то в зимнее время, а именно 21 декабря, когда день максимально короткий, солнце находиться максимально низко, примерно под углом в 17 градусов. Именно под этим углом будут падать лучи на наши панели и создавать тень определенной длины. Именно по этим параметрам определяется эффективное количество фотомудулей в системе и максимальное.
Тип фотомодулей
Еще пару лет назад в Украину завозили солнечные панели разных производителей, разных ценовых категорий и разных типов – монокристалл и поликристалл, то сейчас в основном это премиум сегмент, ТОП-1 и монокристалл. Монокристалл имеет больший срок службы, больший КПД, меньший процент деградации. Так что сейчас особо выбирать не с чего.
Как рассчитать генерацию станции?
Для расчета генерации станции используется, как правило, специализированное ПО. Им пользуются компании-инсталляторы. Обычному человеку можно использовать открытый онлайн ресурс PVGis. Интерфейс ресурса на английском, но можно сделать перевод с помощью переводчика. Тот же Гугл хром переводить интернет страницы на раз-два.
Так вот, на странице PVGis необходимо указать, сколько киловатт панелей у вас установлено, указать угол установки панелей, азимут относительно юга. Ресурс выдаст результаты генерации по месяцам. В принципе, эти результаты можно принимать как достоверные.
Подбор инвертора
Далее нам нужно подобрать инвертор. Как мы это делаем? Первое – обращаем внимание на места размещения и количество фотомоделей. Например, нам нужно разместить 44 модуля по 540 Ватт каждый. Это 23,76 кВт. Есть два варианта выбора инвертора – по мощности панелей один к одному или же выбрать инвертор немного меньшей мощности, чтобы дать небольшой перегруз по фотомодулям. Перегруз необходим для того, чтобы перекрыть потери в летнее время года, когда панели и инвертор будут перегреты на солнце. Соответственно мы можем сделать запас, чтобы компенсировать это падение. Так что достаточно целесообразно перегружать такие системы на 10-20% относительно номинала по переменному напряжению инвертора.
Возвращаемся к первому моменты: мы можем выбрать инвертор на 23 киловатт и не иметь никакого перегруза, а можем выбрать инвертор на 20 кВт с перегрузом в 3 кВт. Я бы выбрал вариант с инвертором на 20 кВт и перегрузом на 3 кВт. Как это скажется на работе инвертора? Если соблюдены параметры входного постоянного напряжения и тока, то инвертор будет работать нормально. Если генерация от солнца будет превышать 20 кВт, то лишнюю энергию инвертор просто «срежет».
Есть и нюансы. Так, например, есть случаи, когда панели нельзя установить по каким-то причинам в одной плоскости и в одном направлении. То есть, например, у нас есть крыша под углом 20 градусов с ориентацией на юг, и такая же крыша с такой же ориентацией, но под углом 5 градусов. Панели под разными углами, в разной ориентации соединять вмести нельзя. Это связано с тем, что панели, которые расположены под менее эффективным углом, потянут за собой те панели, которые установлены под оптимальным углом и вся цепочка просядет на 30-50%. В этом случае должен быть инвертор с двумя МРРТ трекерами. Каждая цепочка панелей в разных направлениях подключается к отдельным трекерам. Если у нас есть два поля панелей под разным углом или в разном направлении – применять нужно инвертор с двумя трекерами. Если у нас есть три поля в разном направлении или под разным углом – тогда нужно применять инвертор с тремя МРРТ трекерами.
На сегодняшний день в Украине для станций под «Зеленый тариф» до 30 кВт инвертора идут с трекерами от 2 до 4 МРРТ. То есть, в отдельных случаях можно подключать панели к 2,3 или 4 трекерам в одном направлениях, или в разных, в зависимости от количества трекеров.
Теперь о подключении фотомодулей. Как рассчитать, какое количество панелей можно подключать к инвертору?
Достаточно просто. Всю необходимую информацию будем брать из паспортов панелей и инвертора.
Для начала, нужно освоить такие данные, которые будут встречаться в паспортах:
Для панелей важно:
- Voc– напряжение холостого хода солнечной панели (максимальное напряжение). То есть, это напряжение, которая выдает панель БЕЗ НАГРУЗКИ. Используется для расчета длины стринга (цепи) солнечных панелей. Зависит от инвертора;
- Vmp– рабочее напряжение панели в точке максимальное мощности (под нагрузкой);
- Isc — ток короткого замыкания солнечной панели. Этот параметр учитывается в характеристики инвертора, его МРРТ контроллера. Данный параметр не должен превышать параметр МРРТ;
- Temperature Coefficient of Voc— насколько будет меняться напряжение, в зависимости от температуры окружающей среды. Поверьте, меняется очень сильно.
Для инвертора важно:
- input voltage – максимальное входное напряжение;
- input current – максимальный входящий ток на МРРТ;
- short circuit current – максимальный ток короткого замыкания.
В Украине большинство инверторов имеют стринговую систему подключения фотомодулей.
Для того, чтобы понять, сколько панелей можно подключать в один стринг (цепь), нам нужно максимальное рабочее напряжение инвертора (берем из паспорта инвертора), разделить на рабочее напряжение солнечной панели (оно также указано в паспорте панели).
На практике это выглядит так:
Для примера возьмем инвертор мощностью 30 кВт Solis 30K-5G.
Панели Risen 540W
Исходя из этих данных мы можем 1000 разделить на 37,78. Получим 26.46 панелей. Округляем в меньшую сторону, так как больше 26 нельзя.
У инвертора есть три МРРТ трекера. Стало быть, что подключить мы можем к ним 26х3=42,12 кВт.
Однако, есть момент. И этот момент – температурный коэффициент, который нужно учитывать. Этот коэффициент учитывается для того, чтобы понимать, насколько больше панель выдаст энергии в солнечный зимний день при мину 25 градусах.
Эти коэффициенты также указаны в паспортах.
Что же делать дальше? Дальше формулы. Нам нужно взять разницу температур между зимой и летом, которые бывают в регионе установки панелей. Для днепропетровской области это примерно +25 град и -15 град. Разница составляет 40 град.
Эти 40 градусов нам нужно умножить на коэффициент 0,25 и перевести в проценты.
40х0,25=10,0
Далее нам нужно напряжение холостого хода панели, которое 37,78, умножить на 10%. Получаем:
37,78х1,10=41,55
И только сейчас можно взять максимальное напряжение DC инвертора и разделить на 41,55.
1000/41,55=24,06=24 шт.
Получаем 24 панели в стринге. Ранее, без коэффициента у нас получилось 26 штук, что могло бы вывести инвертор из строя.
Итак, получаем, что мы можем подключить на три входа МРРТ по 24 панели, что в сумме будет 72 панели по 540Вт. Это 38,880 кВт.
Также обращаем внимание на входной ток на МРРТ инвертора и выходной ток панелей. Из данных паспорта на важно, чтобы ток КЗ, или Isc панели не превышал входной ток инвертора на МРРТ. Ток КЗ инвертора в данном случае не рассматривается.
Из этого мы делаем вывод, что если мы задействуем два входа на один МРРТ трекер инвертора, то скорей всего он выйдет из строя, так как 18,23*2=36,46 Ампер, а допустимо на трекер только 26 Ампер. Поэтому задействовать можно только один вход МРРТ.
Кабель
Кабель для солнечный батарей используется либо 4мм2 либо 6мм2. На один стринг (цепочку) панелей идет 2 куска кабеля – на «плюс» и «минус» солнечной панели. Длина его считается от начала инвертора (вход на МРРТ) до панелей. Например, если у вас от панелей до инвертора расстояние 50м, то на один стринг уйдет 100м кабеля, на 2 стринга – 200м кабеля, на 3 стринга – 300м кабеля и так далее.
Сетевой кабель зависит также от места установки инвертора и электросчетчика энергии. Советую применять кабель соответствующего нагрузке сечением, желательно из меди.
Под каким углом устанавливать солнечные панели?
Солнечные панели, как правило, работают под любым углом установки по отношению к слонцу (югу). Однако, эффективность работы их под разными углами будет отличаться. Всё зависит от нескольких факторов – место установки модулей, возможность размещения модулей под тем или иным углом. Но обо всем по порядку.
Эффективным направлением для установки солнечных батарей является юг (азимут 180 градусов). Отсюда мы и пляшем.
В течение года, в разное время суток солнце постоянно меняет своё положение. На восходе солнце находиться ниже, а рассеивание солнечных лучей увеличивается. К обеду солнце поднимается максимально высоко, при этом рассеивание солнечных лучей уменьшается. Не будем вдаваться в сложные формулы, расчёты, а все постараемся разобрать на понятном, для простого человека, языке.
В зимнее время года солнце выходит на свою пиковую высоту в 11-12 часов дня, при этом, в Украине, в обед, угол падения солнечных лучей составляет примерно 17 градусов. Исходя из этого солнечные панели должны быть установлены под углом 50-80 градусов. Однако сколько её, той зимы? Нам необходимо, чтобы максимальное количество солнечного света попадало на солнечные батареи. И это точно не в зимнее время. В зимнее время солнце максимально высоко, при этом солнечный день более продолжительный, чем зимой. Летом солнце расположено примерно под углом 70 градусов. Соответственно солнечные панели летом могут размещаться под углом 15-25 градусов, чтобы уловить максимальное количество солнечной энергии. Но в промежутке лето-зима и зима-лето, есть весенне время, когда солнце находиться посередине летних и зимних углов. Поэтому, в Украине, как правило, выбирают, для статически установленных солнечных панелей, угол установки 30 градусов. Это среднее значение, которое способно максимально отобрать полезную энергию в разное время года.
Что же касается максимальной эффективности, то для этой задачи есть специальные поворотные, или трекерные системы слежения за солнцем. Трекеры могут быть одноосными и двуосными. Первые меняют свое положение вверх-вниз, вторые – вверх-вниз, вправо-влево. Такие системы самые эффективные, но более дорогостоящие и требующие больше места, так как на одном трекере вряд ли удастся расположить более 10 кВт панелей.
В общем, в Украине, распространённый угол для установки на металлоконструкциях – это 30-35 градусов. Далее, нужно смотреть по ситуации, если крыша плоская, то конечно лучше сделать максимально допустимый угол к солнцу. Это несколько рядов один за другим или же применить систему восток-запад, когда панели устанавливаются под небольшим углом в две стороны – на восток и на запад. Это также эффективно, если плоская крыша имеет небольшую площадь.
Если вы ставите солнечные панели на крыше или на земле, в несколько рядов, то нужно учитывать, что задние ряды могут затеняться впереди стоящими рядами.
Выглядит это примерно так:
Чем больше угол подъема панели, тем больше тень от неё.
Соответственно чем меньше угол подъема панели, тем меньше от неё тень.
Насколько длинная тень можно вычислить с помощью специального программного обеспечения, которое предназначено для вычисления геометрических фигур, площадей и квадратуры. В принципе по расположению солнечных панелей всё.
Что дальше? Выбираем способ установки и крепеж
Когда уже определились, под каким углом расположить панели, необходимо определиться с конструкцией и крепежом.
Крепеж для крыши
На крыше устанавливать солнечные панели проще всего. Здесь применяются стандартные, заводские крепежи из алюминия или оцинковки. Их конструкция примерно одинакова. Отличается лишь крепеж к самой крыше. Он зависит от типа кровли.
Кровля из керамочерепицы
Пожалуй, это самая неудобная для любого монтажника кровля. Хрупкая и предполагает больше манипуляций.
При установке крепления на крыше из керамочерепицы, необходимо снять несколько рядов керамочерепицы, добраться до деревянной обрешетки. К ней прикрепить нержавеющий кронштейн с помощью саморезов и потом этот ряд можно закрыть керамочерепицей. При этом кронштейн располагается таким образом, чтобы не касаться к самой керамочерепице. На фото это явно видно. Далее к кронштейну можно прикрепить направляющий профиль из алюминия и начать располагать на нем панели.
Алюминиевый профиль в этом случае очень важный элемент, так как керамочерепица является сама по себе тяжелым материалом и дополнительная нагрузка из оцинковки или черного металла будет ни к чему.
Крепление к битумной черепице
Битумная черепица – это один из самых простых покрытий для монтажа солнечных панелей.
Для этого применяется Г или Т-образный кронштейн, в котором предварительно уже есть отверстия под кровельные саморезы. Его достаточно прикрутить к кровле и далее производить монтаж направляющего профиля и панелей. Летом, конечно, есть некоторые трудности, так как битумная черепица разогревается на солнце и битум начинает расплываться под нагрузкой монтажников. Так что для монтажа следует применять еще дополнительное защитное покрытие в летнее время, чтобы просто не повредить кровлю.
В данном случае применяется специальная оцинкованная шпилька, которая через отверстие в шифере/металлочерепице или ондулина вкручивается в обрешетку крыши. Сверху, чтобы не было протекания кровли, герметизируется специальной прорезиненной шайбой.
Это самый распространённый вид крепежа. Легкий, предотвращающий протечки и обеспечивает надежность конструкции.
Все вышеперечисленные элементы имеют в своем составе направляющий профиль. Разные производители делают его разной длины – 1.5, 2, 2.5, 3 метра и так далее. Он также соединяется между собой с помощью «соединителя профиля». Выглядит он так:
Как крепить на плоскую крышу?
Крепление для плоской крыши чаще применяется для производственных помещений, на заводах, предприятиях, админ. зданиях. В этом случае анкерование к крыше здания не происходит, конструкция устанавливается на так называемый «балласт».
Это, как правило, сборная конструкция, на болтовых соединениях. Достаточно её собрать, установить на нее панель и готово! К тому же, некоторые производители делают возможность менять угол наклона конструкции, что актуально для разного время года. К крыше прижимается конструкция с помощью балласта. Обычно это бетонный блок, бордюр или другой тяжелый предмет, который бы предотвратил смешение и утерю конструкции во время сильных ветров.
Конструкция по одну панель – это конструкция с ориентацией на ЮГ. Или в любую одну сторону.
Также есть балластная система в направлениях запад-восток. Это в случаях малого места на крыше и способ увеличить эффективность. Называется она «Двунаправленная система».
Располагаются панели под несколько меньшим углом, чтобы не затенять соседние панели.
Все вышеперечисленные способы крепления, как на скатную кровлю, так и на плоскую, предполагают установку панелей и их крепление одним способом – с помощью прижимов. Прижимы бывают межпанельные и крайние. Соответственно первые крепятся между панелями, а вторые – по краям.
Еще их называют Т-прижим и Z-прижим. К профилю они прикручиваются с помощью обычных болтов с шестигранной внешней головкой или с внутренней.
Установка на земле
Конструкция бывает двух видов – из черного металла и оцинковки. Оцинковка – это заводское исполнение, она уже рассчитана под определенные панели и нагрузку.
Черный металл – собранная «на глаз» и сваренная между собой конструкция из черного металла, которая, как правило, не рассчитывается специалистами под нагрузки ветра и веса.
Если говорить об оцинковке, то её достаточно просто и быстро собирать на болтовые соединения. Стойки её бетонируются в землю и дальше на ней располагаются панели. Но из-за этого её цена чуть дороже, чем конструкции из черного металла.
Черный металл требует дополнительной обработки от коррозии, и собирать такую конструкцию дольше, так как предполагаются сварочные работы.
Но черный металл – не всегда плохо. Многие компании всё же делают расчеты нагрузок, когда есть необходимость сделать многоуровневую конструкцию на 3-4 модуля. Металл обрабатывается и дополнительно оборудуется фермами для большей надежности. Такую конструкцию, на 3-4 или 5 модулей, нельзя соорудить из оцинковки.
Как проходит установка солнечных батарей «на дом»?
После составления проекта рабочая бригада выдвигается на строительство СЭС. Обычно с ними приезжает самое необходимое оборудование – солнечные батареи, инвертор, кабель, крепеж.
Первым делом производиться установка крепежа и профиля для солнечных панелей. Применяются специальные крепёжные элементы, кронштейны, профили, саморезы. Далее устанавливают инвертор и шкаф с защитной автоматики.
После установки основного оборудования производиться прокладка кабельных трасс, соединяются панели с инвертором. Для этого применяют специальный солнечный кабель в двойной изоляции. Нужно использовать две жилы – на «плюс» и «минус» солнечной панели. В зависимости от количества солнечных панелей и мощности инвертора этих кабелей может быть от 2 до 8 штук.
Далее происходит коммутация: подключаются солнечные батареи к защитной автоматике и инвертору, подключается защита самого инвертора.
После того, как всё готово – можно запустить станцию и посмотреть её генерацию.
Монтаж на крыше дома длиться 2-3 дня.