Будинки на сонячних батареях
Коли в міських квартирах вмикається світло, телевізор, пральна машина, працює холодильник, навряд чи когось цікавить, звідки прийшло в будинок електрику. Все працює - і чудово. І людям абсолютно байдуже, вироблені споживані кіловати електроенергії атомної, теплової або гідроелектростанцією. Але ж є ще вітрові, приливні, сонячні електростанції. І всі вони роблять тільки одне - виробляють електрику, яке приходить в наші будинки. І весь світ оповитий павутиною дротів, за якими це електрику приходить до нас.
Але є райони, куди не дісталися лінії електропередач. Але і в таких районах будуються будинки, і там живуть люди. Щоб забезпечити цим людям нормальні умови проживання, будуються мініелектростанції на сонячних батареях, які можуть забезпечити електрикою невелике селище, дачний кооператив, віддалені від міського шуму лікувальні та оздоровчі заклади.
Ті ж, хто хоче побудувати заміський будинок і зробити його незалежним в плані енергозабезпечення, вважають за краще встановити індивідуальну систему електропостачання будинку, а також і його обігріву. Для цього використовується дармова енергія сонця, і вдома, на дахах яких відсвічують блакитні панелі сонячних батарей, все частіше можна зустріти не тільки у віддалених районах, а й у межах міста.
Міський будинок з сонячними батареями
Будинки на сонячних батареях можуть не тільки задовольнити всі потреби їх мешканців в електриці, а й віддавати надлишки цього електрики в загальну енергомережу. У деяких країнах, наприклад, в Німеччині, за повернення цих надлишків власники такого будинку отримують доплату від підприємств, що постачають електроенергію. У Росії, на жаль, поки такого закону немає, тому надлишки електрики, якщо такі є, повертаються в єдину енергомережу безкоштовно.
Система сонячного електропостачання будинку
Стандартна схема домашньої електростанції на сонячних батареях складається з комплекту сонячних панелей, контролера, блоку акумуляторів, інвертора. Гелієві панелі можуть бути виконані на різних умовах. Це можуть бути монокристалічні кремнієві модулі або модулі на базі полікристалічного кремнію. Можуть бути модулі на базі аморфного або мікроморфного кремнію. Але всі вони покликані виконувати одну-єдину функцію - перетворювати енергію сонячного світла в електрику. Ефективність кращих зразків фотоелектричних панелей може досягати 20%. Застосування того чи іншого типу сонячних модулів залежить тільки від потреб і можливостей споживача.
Схема електропостачання будинки на сонячних батареях
Контролер необхідний для того, щоб контролювати стан акумуляторів. Він блокує критичний рівень зарядки акумулятора і відключає навантаження при глибокої розрядки його. Блок акумуляторів вибирається таким чином, щоб його потужності і запасів енергії вистачало для забезпечення повноцінної роботи всього електрообладнання будинку в темний час доби до наступної зарядки. Інвертор перетворює постійний струм низької напруги в стандартний змінний струм електричної мережі - 220 В, 50 Гц.
Зрозуміло, це тільки кістяк схеми автономного електрозабезпечення будинку. Тут немає нічого зайвого. На даху будинку, на південному (південно-західному або південно-східному) схилі її встановлюються сонячні панелі.
Сонячні панелі на південному схилі даху заміського будинку
Решту обладнання встановлюється в ізольованому, але провітрюваному приміщенні. Від інвертора робиться розводка електрики по будинку. У мінімальній конфігурації з розрахунку на акумуляторну батарею ємністю в 200 ампер-годин вартість цього устаткування становить приблизно 80000 рублів.
Будинки з сонячним електрикою
Не випадково при установці сонячних панелей на даху рекомендують вибирати схили, орієнтовані на південь, південний захід або південний схід. Адже фотоелектричні панелі мають максимальну ефективність тоді, коли промені сонця падають на них вертикально. Причому час такого освітлення повинно бути, по можливості, максимальним. При стаціонарному кріпленні сонячних панелей на даху будинку такі умови будуть виконуватися лише короткочасно. Весь інший час панелі опромінюватимуться під кутом, що знижує їх ефективність. Отже, і акумуляторна батарея буде заряджатися повільніше, а в умовах тривалої похмурої погоди це може привести до розрядки акумуляторів.
Щоб усунути цей недолік, застосовують системи повертаються сонячних панелей. В цьому випадку фотоелектричні модулі закріплюються в спеціальній рухомій рамі, а сама конструкція встановлюється на землі чи на щоглі, в місці, найбільш освітленому сонцем. Простіші - одновісним - поворотні системи повертають несучу конструкцію навколо однієї осі. Причому це може бути або поворот навколо горизонтальної осі - стеження за висотою сонця, або навколо вертикальної осі - стеження за денним переміщенням сонця зі сходу на захід. Більш складні системи повертають несучу конструкцію в обох осях. Поворотом сонячних панелей керує спеціальний командний блок. При цьому ефективність роботи сонячних батарей може бути збільшена на 35%.
Повертаються сонячні батареї винесені від будинку на вільне місце
При проектуванні заміського будинку виходять із міркувань доцільності тієї чи іншої схеми постачання будинку електрикою. Якщо дозволяє простір, то можна поставити на землі повертаються сонячні модулі. Хтось будує будинок з многоскатной дахом і розміщує сонячні батареї на схилах, що мають різну орієнтацію. Хтось задовольняється встановленням гелієвих панелей на одному, південному схилі. В принципі, систему стеження за положенням сонця і управління становищем сонячних панелей неважко зробити і своїми руками. Було б тільки бажання.
Сонячні модулі на різних схилах даху
Але інженерна думка не стоїть на місці. І ось з'явилися будинки, які, як соняшники, повертаються слідом за сонцем. Сонячні панелі на таких будинках працюють в декількох режимах. Вони можуть повертатися за сонцем автономно, сам будинок при цьому не повертається. Вони можуть повертатися разом з будинком, будучи зафіксованими в певному положенні. Вони можуть стежити за сонцем, а будинок в цей час може повернутися в таке становище, яке в даний момент видається його власникам найкращим.
Обертається будинок з поворотною системою гелієвих панелей
Конструкція і елементна база системи електрозабезпечення цих будинків така, що вони виробляють електрики приблизно на 10% - 20% більше власного споживання. Надлишки електрики віддаються в загальну мережу.
Обертається будинок з сонячними батареями в Фрайбурзі-им-Брайсгау, Німеччина
Такі будинки зараз будуються в Австрії, Німеччині, Швейцарії. Конструкція їх різна, але суть залишається одна - максимальна автономність, повна енергонезалежність.
Звичайно, установка систем автономного енергозабезпечення - сонячної електрики, сонячного опалення та подачі гарячої води - не варто копійки. Але якщо вже зважилися на будівництво такого заміського будинку, то варто подбати і про те, щоб забезпечити цей будинок всім необхідним для підтримання необхідного життєвого комфорту.
