Правильная установка фотоэлектрических панелей и их расположение оказывает большое влияние на эффективность установки и, как следствие, на рентабельность ее использования, поэтому этому следует уделять большое внимание.

Для того, чтобы солнечные панели достигли максимальной эффективности, вам необходимо найти для них незатененное место и расположить их в оптимальном положении, где они будут поглощать наибольшее количество солнечного излучения. Сама сборка заключается в их креплении так, чтобы они не были повреждены ветром или снегом, ну и конечно же в подключении электрических проводов и установке необходимых аксессуаров.

Установка фотоэлектрических панелей – с какой стороны дома

Площадь фотоэлектрических панелей значительна - для получения 1 кВт пиковой мощности нужны ячейки площадью почти 7 м2 - поэтому мало кто решается установить их на участке рядом с дома, потому что для них обычно пустая трата места, а если принять во внимание, что их нельзя затенить, то может оказаться, что его просто нет. Чаще всего их устанавливают на крышу или фасад.

Во-первых, панели никому там не мешают, а во-вторых, они находятся на такой высоте по отношению к другим объектам, что есть большая вероятность, что они не окажутся в их тени.

Наивысший КПД и мощность фотоэлектрических модулей достигается при размещении их так, чтобы их активная поверхность была направлена к солнцу. Но с неподвижными панелями такая ситуация возможна только на мгновение, из-за постоянного движения Земли относительно нашей звезды, т.е. кажущегося движения Солнца по небу.Лучше всего ориентировать панели на юг и наклонять их под углом 30-40° к горизонтали, и чем больше отклонение от этого положения, тем меньше вырабатывается энергии. Однако даже при ориентации панелей на юго-восток или юго-запад и при наклоне 25-55° энергоотдача все равно удовлетворительная - она составляет 90-95% от максимальной. Если панели обращены на восток или запад, то в диапазоне наклона от 25 до 40° получается 80-90% энергии, которую можно получить при оптимальной настройке. Зимой предпочтительнее располагать панели более вертикально, но в связи с тем, что работа панелей летом наиболее важна для общего выхода энергии, угол лучше не превышать 60°. Если большинство приемников работают кратковременно в течение дня, то при планировании размещения стационарных панелей стоит учитывать, что при повышенном энергопотреблении во второй половине дня целесообразно поворачивать панели на юго-запад, а при большем энергопотреблении утром - юго-восток.

Наихудшая ситуация, кроме того, что панели смотрят на север (нет смысла их устанавливать в таком положении), возникает, когда они должны быть обращены на восток, а электроприборы используются в основном во второй половине дня. Тогда прямое солнечное излучение достигает поверхности клеток под неблагоприятным углом, поэтому они не достигают своей максимальной мощности. Конечно, за это время можно получить предполагаемую мощность, используя достаточно большое количество панелей, но стоит учитывать, насколько сильно это влияет на рентабельность инвестиций.

Загрязнение панелей имеет большое значение для эффективности установки. По этой причине не рекомендуется устанавливать их горизонтально. Минимальный угол наклона для обеспечения их относительной чистоты составляет 20°.

Трекеры - контроль расположения фотоэлектрических панелей

Настройка фотоэлектрических панелей по направлению к солнцу, чтобы его излучение всегда попадало на фотоэлементы под прямым углом, требует постоянного вращения их относительно вертикальной и горизонтальной осей.Для этого используются трекеры - кронштейны с автоматически управляемыми механизмами, которые перемещают панели так, чтобы они следовали за видимым движением Солнца по небу. Хотя решение кажется отличным, оно редко используется. Исследования показали, что хотя теоретически количество энергии, получаемое от панелей, размещенных на трекере, может быть на 30% выше, чем от стационарных панелей, оптимально расположенных для нашей широты, на практике эта прибыль даже вдвое меньше. Это связано, в том числе, с необходимостью защиты их от ветра – при его силе панели автоматически устанавливаются горизонтально. Трекеры увеличивают стоимость большой установки (состоящей как минимум из нескольких десятков панелей) примерно на 20%, а маленькой (несколько) и того больше. Если учесть стоимость их обслуживания и возможного ремонта, то можно сделать вывод, что использование трекеров в домашних системах при текущих ценах на энергоносители нерентабельно. Кроме того, вращающиеся фотоэлектрические панели требуют много места.

См. также:

  • Энергосберегающие проекты домов из коллекции Murator>

Охлаждение фотоэлектрических панелей

Панели нагреваются от солнца, а также за счет протекания через них электричества, а повышение температуры поликристаллической ячейки на 1oC вызывает снижение его мощности примерно на 0,5%. Их пиковая мощность измеряется при температуре 25oC, а при летней эксплуатации бывает значительно выше 50oC. Тогда панель номинальной мощностью 250 Вт обеспечивает менее 220 Вт при освещенности 1000 Вт/м2 Это необходимо учитывать при сборке и обеспечивать вентиляцию панелей - обеспечить свободный поток воздуха вокруг них. По этой причине лучше всего размещать их на открытом пространстве - возле дома или на плоской крыше. Часто практикуемый монтаж их на несколько сантиметров выше ската скатной крыши, в плоскости, параллельной ему, не вызывает значительного снижения КПД (ниже 5%), но их расположение непосредственно на кровле, без вентиляции снизу, означает, что выход энергии ниже на 10%.

Затенение солнечных панелей

Тень на солнечной панели означает, что меньше солнечной энергии достигает фотогальванических элементов. Большая проблема заключается в том, что даже когда прикрыта лишь небольшая часть одной клетки, например, приклеенным листом, все связанные с ней клетки дают меньше энергии. Поэтому может случиться так, что, несмотря на солнечную погоду, он вообще не сработает из-за относительно незначительного загрязнения или затенения части панели. Поэтому даже, казалось бы, безобидные на вид столбы, мачты или электрические провода, отбрасывающие небольшую тень, представляют собой проблему. Соблюдайте большое расстояние от них при установке панелей, а все подвижные элементы, например антенны, желательно перенести на другой скат крыши. Энергия незаштрихованных ячеек теряется из-за протекания обратного тока через подключенные к ним заштрихованные ячейки, которые затем действуют как резисторы.В результате у них повышается температура. Для них опасен локальный перегрев панелей, т.е. образование так называемых горячих точек. Нагрев клетки вызывает стрессы, которые могут разрушить защитный слой клетки и даже саму клетку. Но это, как правило, происходит только тогда, когда панель уже была слегка механически повреждена (с микротрещиной), что вызвало эффект горячей точки, а затемнение усугубило его.

Как избежать эффектов теней

Производители используют решения, минимизирующие эффект затенения. Обычно панели снабжены шунтирующими диодами, отключающими закрытые ячейки, чтобы они не мешали работе остальных. Тогда ток течет через диод, а не через ленту соединенных ячеек. Стоит обратить внимание на то, сколько диодов в панели. В наиболее распространенных устройствах с кристаллическими кремниевыми ячейками массивы из десяти или 12 ячеек расположены в шесть рядов и обычно разделены на три независимые секции, каждая с одним диодом.Тогда заштриховав небольшой фрагмент, можно отключить 1/3 панели. Если бы был только один, вся панель перестала бы работать. Помимо панелей из квадратных кристаллических ячеек, существуют и тонкопленочные модули - из очень узких ячеек, идущих по всей длине панели. Они расположены параллельно в один ряд. Такая конструкция означает, что затенение фрагментов даже всех ячеек вызывает лишь частичное снижение мощности модуля. Но если какая-то ячейка полностью находится в тени и не работает, вся панель отключается диодом - в модулях такого типа он обычно только один. Расположение и соединение ячеек в панели следует учитывать при определении ее положения.

При наклоне панелей под не очень большим углом зимой на них скапливается снег, который тает и сползает вниз. Если у нас есть панель с кристаллическими ячейками, в которой независимые секции образуют ряды ячеек, расположенных вдоль вертикальной оси, то вся панель не работает до тех пор, пока полностью не растает снег.Но если его повернуть на 90o, то ряды ссылок будут выровнены по горизонтальной оси. Тогда один из участков будет открыт после частичной уборки снега и раньше начнется выработка энергии. В случае тонкопленочных ячеек такая ситуация возникает, когда ячейки проходят вдоль вертикальной оси, потому что тогда ни одна из них не покрыта полностью. Чем вертикальнее расположены панели, тем меньше проблема с налипанием на них снега и других загрязнений. Таким же образом учитывайте затенение от соседних объектов при расположении панелей и выравнивайте панели по вертикали или горизонтали в зависимости от того, как движется тень. Чтобы быть уверенным, какое расположение дает наилучший эффект, необходимо смоделировать работу установки в обоих вариантах – такую возможность предоставляют профессиональные компьютерные программы. Из-за гораздо более высокой выработки энергии летом, чем зимой, предотвращение эффекта затенения соседними объектами важнее, чем предотвращение засыпания панелей снегом.

Молниезащита для фотоэлектрических систем

Фотоэлектрические системы сопряжены со значительным риском повреждения молнией. При особом открытии установки, т. е. при отсутствии вокруг нее других объектов, ее следует защитить от прямого удара молнии с помощью молниеприемников, определяющих зону защиты, внутри которой располагаются все панели. Если в здании, на котором установлены панели, имеется внешняя система молниезащиты, необходимо обратить внимание на соблюдение необходимых безопасных расстояний между панелями и устройством молниезащиты. Если в здании нет внешней установки, она не предназначена исключительно для фотогальванической установки, поскольку она может вызвать вредные перенапряжения.

ПРОЙДИТЕ ТЕСТ и узнайте, что вы знаете о фотогальванике

Категория:

Реконструкция