Начнем с того, что самая главная ошибка при выборе солнечных панелей — считать их альтернативной энергетикой.
На самом деле, что солнечные батареи, что ветрогенераторы в частном доме, это главным образом БЕЗальтернативные источники энергии.
Соответственно вопрос окупаемости при выборе данного оборудования стоять не должен изначально. Стоимость электричества от них в десятки раз будет превышать стоимость киловатт из розетки.
Эти показатели немного сблизятся между собой, когда цены за эл.энергию у нас в стране сравняются с европейскими.
Плюс в то же время мы сможем продавать, а вернее компенсировать свои лишние кВт в сеть, по так называемому “зеленому тарифу” или закону о микрогенерации. Вот к примеру, цена в евроцентах за кВт от государства (левый столбец), и цена за кВт, “проданная” государству (правый столбец) (Испания — зима 2022г).
Каждый час тарифицируется отдельно. Ниже видео-пруф от пользователя “Испания Наизнанку”. У него, кстати, окупаемость за СЭС в 5кВт вышла всего 2 года! Два года, Карл!
На сегодняшний день правильный ответ – НИКОГДА. Даже с учетом прохождения семи кругов ада по оформлению микрогенерации, это не позволит вам заработать, а лишь минимизирует будущие платежки за эл.энергию.
Передовые технологии
Типичный покупатель солнечной электростанции в магазине после просмотра десятка роликов по тематике в ютубе — “А у вас есть мощные панели 500-550-600Вт? А еще трекинговая система, а еще чтобы панели были двухсторонние, безрамочные и только американского производителя?”
Для 90% рядовых пользователей все это лишнее. Покупайте только надежные, проверенные временем бренды.
Как их подобрать расскажем дальше. Упор в статье сделаем именно на панелях. Подробно осветить все нюансы по аккумуляторам, инверторам, контролерам, методам крепежа, в одной статье просто нереально.
Количество элементов и напряжение
Количество элементов в солнечной панели должно быть:
Одна "клетка" панели под нагрузкой вырабатывает в среднем 0,45-0,5В.
Объясняется это необходимостью компенсировать потери. Во-первых, из-за нагрева.
На самом деле солнечные панели обожают свет, но при этом люто ненавидят жару. На черной крыше в середине июля панели могут нагреваться до +85 градусов.
Ячейки в этом случае уже не будут вырабатывать свои 0,45-0,5В. Потери напряжения могут доходить до 30%.
А вот результаты коротенького эксперимента. Температура панели и ее напряжение до охлаждения и спустя всего пару минут после. Солнце то же самое, просто панельку сверху полили холодной водичкой.
Не все знают, что технические характеристики, указанные на шильдике, рассчитаны на идеальную температуру в 25С. При отклонении на каждый градус потери изменяются примерно на 0,5%.
Поэтому точку максимальной мощности для солнечной панели 12V рассчитывают при напряжении 18В, а не 12В.
Прибавьте сюда потери в проводах и сопутствующем оборудовании.
Что касается напряжения холостого хода (это когда панель вообще ни к чему не подключена), то его величина превышает 20В (для 12V) и 30В (для 24V) соответственно. Зимой еще больше!
Из-за того, что инверторы очень не любят повышенного напряжения, его подключение напрямую без АКБ и нагрузки является самой частой причиной выхода из строя девайса.
Ячейки
При покупке внимательно осмотрите ячейки в квадратах.
Во-вторых, пропайка блестящих дорожек между ячеек должна быть автоматической, а не сделана ручным способом. Это легко различимо, если вглядеться.
А сама панель в конце концов вместо выработки эл.энергии станет выполнять уже совсем другие функции ?
Качество
Качество элементов определяется параметром Grade. Различают панели:
- Grade A – снижение мощности до 5% после PID test (ускоренный тест на старение)
- Grade B – снижение до 30% после PID test
- Grade C – снижение более 30% после PID test
Нужно выбирать не ниже Grade A. Вот их основные визуальные различия:
Flash test
Не покупайте панели, которые не проходили флэш-тесты.
Это такая стандартная процедура для выявления и проверки всех заявленных характеристик.
Найдите на панели штрихкод, который говорит, что панель подвергалась заводскому тестированию. Это как отпечатки пальцев для человека.
Напряжение 12V или 24V?
Объясняется это во-первых, проблемами с подбором аккумуляторов для сборки на 24В:
- одинаковый производитель
- одинаковая емкость
- применение балансиров
- батареи близкие по дате выпуска
Замечания надо сказать справедливые.
Во-вторых, на 12В можно взять любые АКБ, в том числе б/у + использовать множество унифицированных приборов напрямую, минуя инвертор - зарядники, блоки питания, камеры видеонаблюдения, лампы на 12V.
Но все это справедливо для небольшой мощности до 1кВт. С массовым внедрением гелевых, LiFePO4 аккумуляторов, универсальных MPPT контроллеров и гибридных инверторов (о них чуть ниже) многое поменялось.
С ними вы спокойно можете последовательно объединять панели в большие сборки, передавать напряжение с крыши до 100 Вольт и более, а уже в контроллере преобразовывать его в 12В или 24В, параллельно сбрасывая как на балласт, так и подключая нагрузку 220В.
Схемы подключения солнечных панелей и как при этом будут себя вести напряжение и ток (нажмите на плюсик для раскрытия содержимого).
Один и тот же контроллер может работать как на 12В, так и на 24В. Во втором случае пропуская через себя гораздо большую нагрузку.
Если грубо подытожить, то используйте солнечную электростанцию (СЭС):
- на 12V – до 1кВт
- на 24V – до 3кВт
- на 48V – свыше 3кВт
Размеры панелей
Например, попадаются экземпляры на 12В, где в одном корпусе собрано не 36 элементов, как в стандартном варианте, а сразу 72шт. Две цепочки по 36шт включенных параллельно.
Однако во-первых, при монтаже больших размеров высока вероятность повреждения панелей.
А дальше монтажной коробки они не ремонтопригодны.
Кстати, по поводу этой коробки. В последних моделях она как правило залита компаундом и доступа к контактам и диодам вы не имеете.
Некоторые этим пользовались и переподключали контакты самостоятельно, делая из 12 вольтовой панельки 24-х вольтовую.
Каркас
Кроме того, при бОльших размерах солнечных батарей должен быть усилен и алюминиевый каркасный профиль. Увеличена толщина, добавлены ребра жесткости.
Не все китайские производители это делают, предпочитая собирать все на стандартных профилях.
Прибавьте сюда проблемы с транспортировкой и подъемом на крышу негабаритных размеров. Поэтому покупайте солнечные панели стандартного размера.
Проверяйте надежную герметизацию между рамкой и панелью.
Во все щели при эксплуатации будет попадать снег и вода, а при замерзании лед начнёт выдавливать стекло из рамы. Вот характерные повреждения такого рода:
Из-за их смещения даже на пару миллиметров как раз и образуется щель между рамой и стеклом с лицевой стороны.
Моно или поликристалл?
Как отличить монокристаллическую панель от поликристаллической? Визуально поли имеет синеватый оттенок, моно – однородного темного цвета.
Какие из них лучше?
На самом деле большой разницы между ними нет. Есть адепты как одной, так и другой технологии.
Вот типичные отзывы пользователей с Forumhouse.ru:
Давайте сначала рассмотрим время работы и степень деградации. У одинаковых по качеству моно и поликристаллов самые большие потери мощности наблюдаются в первый год работы.
У поли это 2%, у моно – 3%. В последующие года они деградируют на 0,67% и 0,73% соответственно.
Как видите цифры не такие огромные, чтобы говорить о какой-то существенной разнице.
Условно 100 ваттная моно-панель с КПД 22% не будет отдавать больше, чем такая же поли-панель с КПД 18%
И та и другая при равных условиях выдадут в сеть одинаковые 100Вт. Отличие будет заключаться только в занимаемой площади.
Моно по габаритам на 3-5% меньше. Визуально это даже незаметно.
Эффективность или КПД вы можете посчитать самостоятельно. Просто разделите мощность на длину и ширину панели.
Кстати, таким нехитрым способом можно проверить производителя. Не наврал ли он в технических параметрах.
То же самое касается и якобы лучшей выработки эл.энергии в пасмурную погоду у поликристаллов.
Там, где он более качественный, там и выработка будет чуть больше. Поэтому у кого-то моно работают лучше, у кого-то поли.
Контроллер MPPT или PWM?
Между солнечной панелью и АКБ для контроля уровня заряда батареи и выдачи заданного напряжения устанавливают контроллер.
Берите только MPPT. Благодаря ему вы сможете “высосать” из солнечной батареи максимум возможного.
PWM наоборот при абсолютно одинаковых условиях ограничивает выдаваемую мощность на 20-30%. Почему так происходит?
Вот самое понятное и наглядное объяснение, что есть в сети.
Кроме того, через MPPT контроллеры можно спокойно подключать к системе большие сборки солнечных панелей на напряжение 12V-24V.
Объединив их в так называемые “стринги” (последовательно подключенная цепочка), суммарно можно будет передавать с крыши напряжение свыше 100В. Главное, чтобы ваш контроллер был на это рассчитан.
С такой “напругой” потери в проводах снизятся до минимума, а MPPT просто преобразует данное напряжение до необходимого уровня подзарядки АКБ.
Ну а лучшее решение – это комбинированный гибридный инвертор. Он в своей сборке сразу содержит MPPT контроллер и инвертор.
Еще он умеет подключаться параллельно к сети 220В и в автоматическом режиме добавлять недостающие киловатты (функция “подмешивания”). Это когда солнечная станция и батареи не справляются с нагрузкой.
В нормальном режиме источник постоянного тока (АКБ) для него приоритетнее. Из сети он ничего брать не будет.
При этом не путайте, не все гибридные инверторы всеядны и одновременно совместимы с ветрогенераторами. Для одновременной работы СЭС и ветряка нужно подбирать специальные модели.
Сколько панелей и аккумуляторов нужно?
Не будем вас утомлять долгими математическим подсчетами выработки киловатт/часов в зависимости от региона проживания, угла наклона панели, ее модели, времени работы бытовой нагрузки. Для этого уже давно придумали онлайн-калькуляторы помогайки.
Вы просто нажимаете галочки, указывая все входные данные, а на выходе получаете результат с наглядным графиком работы станции по месяцам.
Вот парочка хороших калькуляторов расчета для солнечных батарей – ТЫЦ или ТЫЦ. Пользуйтесь на здоровье.
Слишком много или мало панелей
Вы не можете собрать их в одну цепочку сколь угодно много или наоборот слишком мало (1-2 штучки). Всегда нужно ориентироваться на максимальное напряжение холостого хода панели (Voc).
После чего сравнивать эти показатели с характеристиками контроллера, а именно:
- U холостого хода (Uхх)
- диапазон входного напряжения
Пример расчета:
Пусть Uхх одной панели у нас составляет 36,6В. Не забываем, что это при t=+25C!
Зимой в солнечный морозный день оно будет больше, поэтому учитываем коэффициент температуры ~ 1,12.
Uхх*1,12=36,6В*1,12=40,99В
Далее Uхх гибридного инвертора (берем из паспортных данных) делим на эту величину:
Uхх=500В/Uхх панели=40,99В=12,19
То есть, получается, что к данному гибридному инвертору по напряжению вы можете последовательно подключить 12 панелей, НЕ БОЛЕЕ! Это называется длина стринга.
То же самое и с минимальным количеством. При монтаже всего двух панелек (U=36,6V+36,6V) вы уже не пройдете по “диапазону входного напряжения” – 90-280V.
Инвертор элементарно не запустится и уйдет в ошибку. Для запуска ему требуется минимум 90V.
Поэтому нельзя выбирать панели без привязки к конкретной марке контроллера или гибридного инвертора и наоборот.
Общие правила
Подводя итог всему вышесказанному можно кратко сформулировать основные правила при подборе солнечной электростанции для вашего дома:
- выбираем стандартные унифицированные модели, не гонимся за мощностями и размерами
- при нагрузке до 1кВт выбираем систему на 12V, свыше 1кВт – 24V
- MPPT лучше PWM контроллера
- моно или поли – без разницы
- число панелей и АКБ к ним считаем по калькуляторам с учетом всех вводных данных
- панели и их количество всегда выбираем в привязке с контроллером и инвертором, а не по отдельности
Сегодняшние цены на панели, контроллеры, инверторы и уже готовые сборки солнечных электростанций мощностью от 0,5кВт до 7кВт, где все уже рассчитали за вас - ТЫЦ