Автономні системи електропостачання заміських об'єктів дозволяють жити в комфорті навіть далеко від централізованих комунікацій. Нерідко поряд з традиційними схемами використовують альтернативні, засновані на використанні енергії сонця.
Щоб гелиосистема функціонувала правильно, необхідна грамотно складена схема підключення сонячних батарей. Буде потрібно комплект якісного обладнання, здатний справлятися з покладеними обов'язками.
Ми розповімо, як грамотно спланувати розміщення компонентів міні-електростанції. Ви дізнаєтеся, як вибрати технічні пристрої для складання системи і як їх правильно підключити. З урахуванням наших порад ви зможете спорудити ефективно діючу установку.
Схема пристрою сонячної електростанції
Розглянемо, як влаштована і працює гелиосистема для заміського будинку. Головне її призначення - перетворити енергію сонця в електрику 220 В, яке є основним джерелом харчування для домашніх електроприладів.
Основні частини, з яких складається СЕС:
- Батареї (панелі), що перетворюють сонячне випромінювання в ток постійної напруги.
- Контролер, який регулює заряд АКБ.
- Блок акумуляторних батарей.
- Інвертор, що перетворює напругу АКБ в 220 В.
Конструкція батареї продумана таким чином, що дозволяє обладнанню функціонувати в різних погодних умовах, при температурі від -35ºС до + 80ºС.
Виходить, що правильно встановлені сонячні батареї будуть працювати з однаковою продуктивністю і взимку, і влітку, але за однієї умови - в ясну погоду, коли сонце віддає максимальну кількість тепла. У похмуру ефективність роботи різко знижується.
Ефективність СЕС в середніх широтах велика, але не настільки, щоб повністю забезпечувати електрикою великі будинки. Найчастіше гелиосистема розглядається як додатковий або резервний джерело електроенергії
Вага однієї батареї на 300 Вт дорівнює 20 кг. Найчастіше панелі монтують на дах, фасад або спеціальні стійки, встановлені поруч з будинком. Необхідні умови: розворот площині в бік сонця і оптимальний нахил (в середньому 45 ° до поверхні землі), що забезпечує перпендикулярний падіння сонячних променів.
При можливості встановлюють трекер, що відстежує рух сонця і регулює положення панелей.
Верхня площина батарей захищена загартованим протиударним склом, яке легко витримує удари граду або важкі снігові наноси. Однак необхідно стежити за цілісністю покриття, інакше пошкоджені кремнієві пластини (фотоелементи) перестануть працювати
Контролер виконує наскільки функцій. Крім основної - автоматичного регулювання заряду АКБ, контролер регулює подачу енергії від сонячних батарей, оберігаючи тим самим акумулятор від повної розрядки.
При повному заряді контролер автоматично відключає АКБ від системи. Сучасні пристрої обладнані панеллю керування з дисплеєм, що показує напругу батарей.
Для саморобних геліосистем кращим вибором є гелеві акумулятори, що відрізняються терміном безперебійного функціонування 10-12 років. Після 10-річної роботи їх ємність зменшується приблизно на 15-25%. Це не обслуговуються і абсолютно безпечні пристрої, що не виділяють шкідливих речовин.
Взимку або в похмуру погоду панелі також продовжують працювати (якщо їх регулярно очищати від снігу), але вироблення енергії знижується в 5-10 разів
Завдання інвертерів - перетворювати постійну напругу від АКБ в змінну напругу 220 В. Вони відрізняються такими технічними характеристиками, як потужність і якість одержуваного напруги. Синусового обладнання здатне обслуговувати найбільш «примхливі» до якості струму прилади - компресори, побутову електроніку.
Огляд побутової СЕС:
Підраховано, що на 1 м² поверхні планети падає прімерно1кВт сонячної енергії, а 1м батареї на фотоелементах перетворює близько 160-200 Вт. Отже, ККД дорівнює 16-20%. При правильному пристрої цього цілком вистачає, щоб забезпечити електрикою всі малопотужні прилади в будинку 
Контролер показує заряд батарей в процентному позначенні. Якщо 24-вольтової обладнання демонструє заряд акумуляторів в 27 В, значить вони заповнені на всі на 100% 
Пара потужних гелевих акумуляторів 200 А-ч с (показник потужності 4, 8 кВт). Це добу роботи електроприладів при невпинному споживанні 180-200 Вт. Накопичувачі енергії морозостійкі, тобто їх можна встановлювати на горищі, а так як безпечні - то і поряд з житловими приміщеннями 
На цифровому дисплеї інвертора зазвичай показані два параметри: споживана потужність і загальну напругу енергосистеми. Додаткова опція зарядного пристрою дозволяє підключати електрогенератор і оперативно заряджати АКБ (якщо немає сонця)
Варто знати, що побутові електростанції здатні обслуговувати діючу холодильник, періодично запускається погружной насос, телевізор, систему освітлення. Щоб забезпечити енергією функціонування котла або навіть мікрохвильовки, буде потрібно більш потужний і дуже дороге обладнання.
Найпростіша схема сонячної електростанції, що включає головні складові елементи. Кожен з них виконує свою функцію, без якої робота СЕС неможлива
Існують і інші, більш складні схеми збірки сонячних електростанцій, проте дане рішення є універсальним і найбільш затребуваним в побуті.
Кроки підключення батарей до обладнання СЕС
Підключення відбувається поетапно, зазвичай в наступному порядку: спочатку з'єднують контролер з акумулятором, потім контролер з сонячними панелями, потім акумулятор з інвертором, і вже в останню чергу роблять розведення по споживачах.
Етап # 1: підключення до акумулятора
Акумулятори займають в мережі чітко визначене місце. Вони підключені до сонячних панелей не безпосередньо, а через контролер, який регулює їх завантаження / розвантаження. З іншого боку акумуляторний блок під'єднують до инвертору, перетворюючого струм.
Таким чином, схема підключення сонячних батарей до акумулятора виглядає так:
- виробляємо з'єднання акумулятор / контролер (потім контролер / сонячні батареї);
- з'єднуємо акумулятор і інвертор.
Можливі й інші варіанти підключення, але даний є оптимальним, так як акумулятор зберігає незатраченную енергію, а при необхідності віддає її споживачам.
Існує два варіанти придбання акумуляторів: в складі повністю готовою до установки сонячної електростанції або окремо, по заданих параметрах. Недорогий китайський комплект коштує не більше 2000 рублів
Якщо одного акумулятора недостатньо, набувають кілька батарей з однаковими характеристиками. Їх встановлюють в одному місці і підключають послідовно.
Для зручності використання і обслуговування блоки встановлюють на металевому стелажі з полімерним покриттям.
Відмінно себе зарекомендувала продукція китайської марки Дельта. На фото - гелевий акумулятор з напруга 12 В і ємністю 55 А-ч. Всі пристрої марки Дельта розраховані на 10-річний термін служби
Розглянемо, як акумулятор підключається до контролера і инвертору.
Знаходимо дроти для підключення (червоні і чорні), а також клеми на контролері, призначені для приєднання АКБ 
З'єднуємо клеми проводів з потрібними контактами: червоний - плюс (+), чорний - мінус (-). Закріплюємо з'єднання за допомогою викрутки 
Іншими кінцями ці ж дроти підключаємо до акумулятора, слідуючи тим же правилом - червоний до (+), чорний до (-) 
Відразу ж після підключення на дисплеї контролера з'явиться інформація: інформація про навантаження, напрузі, а також параметри включення / вимикання роботи акумулятора
Наступний крок - підключення контролера до сонячних панелей, а акумуляторна батарея - до инвертору.
Етап # 2: підключення до контролера
Розглянемо варіант, який часто використовують на практиці власники заміських будинків. Вони замовляють недороге обладнання виробництва КНР на одній з інтернет-майданчиків.
Бюджетний контролер з мінімальною кількістю налаштувань, оснащений трьома парами клем, здатний обслужити блок сонячних батарей потужністю 150 Вт. Вартість - 1300 рублів
Підключення відбувається в наступному порядку:
- Спочатку до контролера підключають блок акумуляторних батарей. Це проводиться навмисно, щоб перевірити, як прилад виявить номінальну напругу мережі (стандартні значення - 12 В, 24 В). При з'єднанні з АКБ використовують першу пару клем.
- Потім приєднують безпосередньо сонячні панелі, використовуючи додаються до них дроти, а у контролера - другу пару клем.
- В останню чергу встановлюють обладнання для нічного освітлен я - саме для цього і призначена третя пара клем. Крім низьковольтного освітлення, яке діє виключно після настання темряви і живиться від АКБ, інше обладнання використовувати не можна.
При будь-якому вигляді підключення необхідно стежити за полярністю.
Недотримання полярності призводить до миттєвої поломки контролера, а також виходу з ладу деталей сонячних панелей.
Схема підключення контролера з трьома парами клем. Нічне освітлення (12 В) - необов'язкова функція, тому деякі її просто не використовують. Включення лампочок можна налаштувати за часом: для роботи в вечірні або ранкові години (+)
Контролер і АКБ постійно взаємодіють. Наприклад, під час пікових навантажень АКБ являє собою буфер, який здійснює захист контролера від виходу з ладу.
Ці два прилади, як і інші елементи системи, не можна розглядати окремо. При складанні сонячної електростанції слід мати на увазі кожен пристрій, навіть якщо конкретне підключення його не стосується.
Покрокова інструкція по підключенню сонячних панелей до контролера
Дістаємо з упаковки сонячні панелі, перевіряємо на цілісність, знімаємо захисну плівку. Кращий варіант - полікристалічні батареї 12 В, так як їх легше адаптувати під акумулятори 12 В 
Розпаковуємо контролер - прилад для регулювання акумуляторного заряду. Коли заряд АКБ досягне позначки 11 В, контролер автоматично відключить його від системи 
Нюанси по підключенню конкретного приладу детально розкриті в інструкції, що додається. Пощастить, якщо продукція китайського виробництва буде укомплектована зрозумілими схемами і описами російською мовою 
Щоб не помилитися у виборі контактів, знайдіть на контролері символічне зображення сонячних батарей із зазначенням полярності +/-. Зазвичай це два лівих крайніх контакту 
З огляду на полярність, вставте клеми проводів в потрібні контакти і закріпіть гвинтовим способом. Простежте, щоб дроти до упору увійшли в подклеммнікі 
Важливо правильно визначити полярність не тільки при підключенні проводів до контролера, а й під час приєднання кабелів сонячних батарей до проводів приладу 
Для з'єднання проводів контролера з іншим обладнанням використовуємо спеціальні штекера, які підключаються за принципом «тато-мама», і діоди Шотткі 
Якщо необхідно під'єднати не одну, а кілька батарей, то використовуємо паралельну схему підключення
Після підключення контролера до акумулятора і панелям приєднуємо інвертор і, при необхідності, низьковольтні освітлювальні прилади.
Етап # 3: підключення до инвертору
Інвертор необхідно включати в систему, якщо прилади в будинку працюють від 220 В. Але бувають винятки, коли сонячні батареї встановлюють для системи 12 В, в цьому випадку інвертор не потрібен.
Місце установки інвертора в системі сонячної електростанції - між акумуляторним блоком і споживачами енергії, тобто домашніми побутовими пристроями, приладами освітлення і ін. (+)
Купується прилад так само, як і інші частини геліосистеми: в складі комплекту СЕС або окремо.
Порядок дій при підключенні інвертора до акумулятора:
Дістаємо з коробки прилад, перевіряємо його на цілісність, знімаємо захисні плівки. Вивчаємо інструкцію, щоб не наробити помилок при підключенні 
Разом з приладом в комплекті обов'язково присутні 2 дроти зі спеціальними клемами і «крокодилами» для підключення його до акумулятора. 
Спеціальний кабель, яким укомплектований інвертор, встановлюється дуже легко: клеми надягають на контакти приладу і закріплюються пластиковими кришками 
Підключення до акумулятора відбувається також дуже просто: два спеціальних затиску фіксуємо на контактах АКБ, дотримуючись полярності - плюс до плюса, мінус до мінуса
Якщо ви раніше не займалися установкою сонячних електростанцій, рекомендуємо купувати не окремі прилади, а систему в комплекті.
Перевага готової для монтажу системи - відповідно параметрів обладнання (правильно підібрані по потужності акумулятори, необхідну кількість сонячних панелей, набір проводів для швидкого підключення).
Логічно, що сумісні з ємності, напрузі і потужності прилади будуть набагато ефективніше перетворювати сонячну енергію і забезпечувати будинок електрикою. Фактично безкоштовну "зелену енергію" можна використовувати з системах опалення, енергопостачання побутових пристроїв.
Висновки і корисне відео по темі
Власники заміського житла вже давно оцінили переваги альтернативної енергії і активно використовують СЕС в якості постійного або резервного джерела. Корисні рекомендації від користувачів сонячних електростанцій допоможуть вам з монтажем власної системи.
Відео # 1. Покроковий інструктаж по збірці і підключенню:
Відео # 2. Розбір нерідко можна зустріти помилок при виборі та встановленні обладнання:
Відео # 3. Огляд одного з варіантів домашнього установки:
Використання альтернативної енергії для потреб людства - це дійсно великий технологічний стрибок. Сьогодні кожен домовласник може самостійно зібрати і підключити сонячну електростанцію, що живить будинок електрикою. З урахуванням окупності та екологічної чистоти це практичне і результативне рішення.
Хочете розповісти про те, як зібрали невелику сонячну електростанцію власними руками? Є цікаві факти і корисні відомості по темі статті? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці, діліться враженнями, думками і тематичними фотознімками.