Человечество давно научилось извлекать энергию из природных стихий: воды, ветра, солнечного света. Первые спутники Земли были оснащены солнечными батареями; сейчас энергия Солнца служит бытовым нуждам людей.

На юге России, где Солнце наиболее активно, использование солнечных батарей для получения электроэнергии распространено повсеместно. В других областях, где преобладает облачная погода, их применение нецелесообразно.

Строение и принцип работы автономной солнечной энергосистемы

Устройство солнечной батареи отличается простотой. Ее составляют:
• кремниевые фотоэлементы;
• сетка полупроводника;
• инвертор переменного тока;
• контроллер заряда;
• антибликовое покрытие;
• подложка из металла;
• закаленное стекло.

Световые частицы, проникая в противоположно заряженные кремниевые пластины, провоцируют движение свободных электронов, и вырабатывается электрический ток, поступающий в аккумулятор. Альтернативная отопительная система частного дома в солнечные дни способна работать автономно; когда на улице пасмурно, подключают магистральный источник электроэнергии.

Чтобы обеспечить энергией одноэтажный дом средних размеров, потребуются солнечные панели площадью 15-20 м2. Производительность квадратного метра примерно 120 Вт. Для установки полностью автономной системы отопления с производительностью 500 кВт в месяц климат местности должен быть солнечным (не менее 20 дней в месяц). Батареи монтируются на крышу с южной стороны здания. Угол отражения солнечных лучей составляет 45˚.

Преимущества и недостатки автономной солнечной энергосистемы

Установка альтернативного источника энергии выгодна по многим причинам:
• энергия достается потребителю бесплатно;
• нет зависимости от коммунальных служб;
• солнечная энергия доступна там, где нет электросетей;
• система экологически безвредна;
• солнечные батареи и комплектующие служат до 25 лет;
• техническое обслуживание ограничивается обеспыливанием поверхности батарей;
• альтернативный и традиционный источники питания можно сочетать.

Использование альтернативного источника энергии не всегда целесообразно, так как оно напрямую зависит от количества солнечных дней. Ожидание «милостей от природы» снижает КПД солнечных батарей. Минусом можно считать также высокую стоимость системы и ее монтажа. Правда, при благоприятных климатических условиях она быстро окупается.

Способы установки солнечных батарей

Установка солнечных батарей на крышу здания осуществляется двумя способами:

Монтаж фотоэлементов непосредственно в кровлю дома

В этом случае кровельное покрытие частично заменяется специальной черепицей, состоящей из фотоэлементов. Внешний вид покрытия остается прежним. Такие солнечные батареи на 50% дешевле стандартных и эффективнее их.

Недостатком этого способа монтажа считается неизменяемый угол наклона фотоэлементов: солнце максимально отдает свою энергию лишь в определенные часы дня.

Крепление батарей на крыше с помощью кронштейнов

Используется на любом типе кровельного покрытия. Угол наклона батарей варьируется от 15 до 60˚, что позволяет задействовать солнечные лучи на всем протяжении светового дня. Монтировать батареи можно не только на крыше, но и на любой плоскости.

Выгода приобретения автономной солнечной энергосистемы

Стоят солнечные батареи недешево, но при благоприятных климатических условиях быстро окупаются. Срок службы альтернативной отопительной системы 25 лет. Разумеется, выгодно четверть века получать электричество бесплатно!

При подключении частного дома к магистральной сети владельцу придется раскошелиться на 300 000 руб.; при этом необходимо приобретение специального оборудования и, конечно, ежемесячные платежи за электричество.

Один модуль солнечной батареи стоит приблизительно 12 тыс. руб. Таких элементов нужно 8-10, т.е. 120 000 руб. достаточно для оборудования частного дома. Зато в дальнейшем потребление электроэнергии будет для владельца бесплатным.