Инструкция по установке солнечных панелей: от выбора до подключения

В настоящее время на российском рынке альтернативной энергетики чаще встречаются два типа солнечных батарей: монокристаллические и поликристаллические. Монокристаллические батареи отличаются большей эффективностью преобразования солнечной энергии в электрическую, чем поликристаллические батареи. При этом их стоимость также выше, чем стоимость поликристаллических батарей.

В России доля солнечной энергетики пока невелика, но число зданий с солнечными панелями растет. Как выбрать солнечные панели для дома Разберемся, что нужно знать, если вы планируете установить солнечные панели в своем доме.

Выбор места для установки солнечных панелей

Солнечные батареи можно установить практически в любом месте: на крыше загородного дома, на участке рядом с домом и даже на балконе многоквартирного дома. Главное, чтобы были соблюдены основные условия для получения максимальной выработки электроэнергии.

• Ориентация на юг: Светопоглощающая поверхность солнечных батарей должна быть направлена на юг.
• Угол наклона: Идеальные условия соблюдаются, если солнечные лучи падают на поверхность солнечной батареи под углом 90° как можно дольше. Подберите оптимальный угол наклона для вашего региона, с учетом времени года, в котором прогнозируется максимальное потребление электроэнергии. Для каждого региона оптимальный угол наклона определяется отдельно. Например, для московского региона оптимальный угол наклона в летний период 15°-20°, а в зимний период 60°-70°.
• Отсутствие затенения: Даже небольшая тень негативно сказывается на выработке электричества солнечными батареями. Поэтому массив солнечных батарей рекомендуется размещать в местах не подверженных затененью. На протяжении года, тень меняет свое положение, учтите это при установке.
• Циркуляция воздуха: Не устанавливайте нижнюю сторону солнечных батарей вплотную, между панелью и установочной плоскостью должно быть расстояние для циркуляции воздуха.

Рис. 1. Пример установки солнечной панели с зазором для циркуляции воздуха.

Расчет необходимой мощности солнечных модулей

Если вы определились с типом солнечных батарей и их производителем, то теперь надо правильно рассчитать необходимую для ваших нужд мощность солнечных модулей. Здесь все подробно описано.

Для установки частной СЭС для домохозяйства мощностью 5 кВт необходимо около 30 кв. м свободной площади крыши, ориентированной на юг. Установка мощностью 5 кВт выработает в год около 5 тыс. кВт⋅ч в условиях Московской области или около 7 тыс. кВт⋅ч в условиях Краснодарского края.

Крепление солнечных батарей

В целях выполнения надежного крепления, солнечные батареи должны быть закреплены, по крайней мере, в четырех точках. Существует несколько способов крепления солнечных батарей, основные из них: при помощи прижимных фиксаторов и при помощи болтового соединения через отверстия на нижней части рамки.

Для крепления используйте только специально предусмотренные отверстия в раме панели. Гарантия на солнечные батареи прекращается в случае сверления дополнительных отверстий, а также внесения изменений в конструкцию.

Рис. 2. Способы крепления солнечных батарей.

От того, какие крепления для солнечных панелей будут выбраны в качестве опорных элементов, зависит производительность любой СЭС. Важную роль играет и правильность их монтажа. Любые ошибки чреваты значительной потерей КПД, а в худших случаях потерей устойчивости и разрушением всей конструкции.

Существует четыре различных варианта схем монтажа фотоэлектрических конструкций:

• Интегрированная: Применяется в «умных» энергоэффективных зданиях. Панели становятся неотъемлемой частью «солнечной крыши» либо интегрируются в окна.
• Отдельно стоящая: Наиболее часто практикуемый вариант при наземном размещении.
• Горизонтальная: Чаще всего встречается на плоских кровлях крупных зданий, включая многоквартирные дома. Технологически наиболее простая разновидность монтажа.
• Наклонная: Используется преимущественно на земле и в отдельных случаях на скатных крышах.

Выбор в пользу крепежа фабричного производства однозначно является оптимальным, и экономить на этих элементах специалисты настоятельно не рекомендуют.

Электрическое подключение солнечных панелей

Встроенные соединительные провода устойчивы к ультрафиолетовому излучению. Сечение провода составляет 4 мм². Всегда перед подключением солнечных батарей в систему проверяйте правильность электромонтажа. При подключении солнечных батарей не превышайте технические требования других устройств по максимальному напряжению и допустимому току. Не вскрывайте распаячную коробку солнечной батареи.

Для подключения рекомендуется использовать только одножильные медные провода с сечением в зависимости от тока и длины провода, но не менее 4 мм². Изоляция провода должна быть устойчива к ультрафиолетовому излучению. Если используется провод не устойчивый к ультрафиолетовому излучению, то обязательно прокладывайте его в гофре, предназначенной для наружной прокладки. Старайтесь, чтобы провода не попадали под прямые солнечные лучи.

Для подключения солнечных батарей используйте только специальные коннекторы стандарта MC4.

Рис. 4. Коннекторы стандарта MC4.

Подключите аккумулятор к контроллеру в соответствующие разъемы, соблюдая полярность. Подключите солнечную батарею к контроллеру в соответствующие разъемы, также соблюдая полярность. Если есть необходимость преобразовывать электрическое напряжение 12В в 220В, подключите к аккумулятору инвертор, соблюдая полярность. Соблюдайте последовательность подключения элементов солнечной электростанции, чтобы избежать поломки контроллера.

Важно: Самая частая ошибка самостоятельного монтажа - неправильная затяжка клемм DC-соединений. Слабая затяжка приводит к искрению и пожару, чрезмерная - к повреждению проводов.

Закон о микрогенерации

С 2019 года в России действует упрощенная процедура подключения объектов микрогенерации мощностью до 15 кВт. В марте 2021 года в России начал работать закон о микрогенерации. Теперь компании и частные владельцы жилья могут продавать излишки энергии, если они есть, в городскую энергосеть. Например, днем, летом, когда выработка электричества сильно превышает потребление. Есть ограничение на выдачу мощности - до 15 кВт.

Для оформления договора с энергосбытовой компанией на продажу излишек, необходимо оформить технические условия в электросетевой компании и заключить договор с энергосбытовой компанией.

Вкратце процедура выглядит так:

• подача заявки на присоединение в сетевую компанию;
• установка двустороннего счетчика;
• заключение договора (соглашения) с энергосбытовой компанией (гарантирующим поставщиком).

Стоимость присоединения такого объекта составит не более 550 рублей.

Советы и рекомендации

• Для систем мощностью 10-15 кВт рекомендую оформлять как несколько объектов микрогенерации по 5-7 кВт каждый.
• При выборе региона для установки ВИЭ учитывайте не только климатические условия, но и местные тарифы на электроэнергию.
• Солнечные панели требуют минимального обслуживания - очистка 2-4 раза в год, проверка соединений раз в полгода.
• Не пытайтесь ремонтировать инверторное оборудование самостоятельно - это сложная электроника с высоким напряжением.

Стоимость оборудования и работ

Приблизительные цены на некоторые компоненты:

Тип оборудования	Цена
Натрий-ионные батареи	15,000-20,000 руб.
Ветрогенераторы (за киловатт установленной мощности)	60,000-80,000 руб.