פאנלים סולאריים על הגג: תיאור, שיטות התקנה, עקרון הפעולה, ביקורות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

עד לאחרונה, השימוש באור השמש כתחליף למקורות אנרגיה מסורתיים נתפס כמשהו פנטסטי או אפשרי רק בתנאים מיוחדים. כיום, פתרונות כאלה לא נראים מדהימים, אבל הבעיות של יישומם בפועל עבור צרכנים רגילים נותרו גם כן. כשלעצמה, התקנת פאנלים סולאריים על הגג היא די פשוטה ומוטבת, אבל זה לא מבטל את הקשיים בארגון הפעלת מצברים כאלה.

ערכה בסיסית של המערכת

תשתית העבודה של גנרטור סולארי כוללת עמדת סוללות, יחידת אינוורטר, ממיר אנרגיה, בקר וציוד בקרה, ישירות פאנלים עם תאי פוטו ואביזרים להרכבה וחיבור. כל רכיב יכול להיות מיוצג על ידי מכשירים שונים הנבדלים במאפיינים טכניים ותפעוליים. לדוגמה,בניין מגורים קטן עם פאנלים סולאריים על הגג מסופק בהספק של 1.5-2 קילוואט. יש לציין כי ישנן תחנות מורכבות ומקומיות היכולות לשרת קבוצות שונות של צרכנים. סוללות חזקות מספקות מספיק כוח כדי לכסות את כל צרכי החשמל שלך, מפנס רחוב ועד לדוד חימום. מערכות פחות פרודוקטיביות מיועדות לקוטג'ים בקיץ, אם כי לרוב נעשה שימוש באתרים בציוד שצורך אנרגיה בצורת תחנות שאיבה וציוד כוח עובד.

עקרון הפעולה של סוללות סולאריות

החלק הבולט והבולט ביותר בתחנת כוח סולארית הוא פאנל המהפך. ישנן טכנולוגיות שונות לייצורו, עד לעובדה שיצרנים מפתחים מתכונים סודיים לחומרי מילוי פוטו-גבישיים. התקנים סטנדרטיים כוללים פאנל סיליקון עם ציפויים על בסיס בורון וזרחן. זה יכול להיות צלחת בודדת או משולבת - משני אלמנטים או יותר. ישנם אלקטרונים פעילים בשכבות שונות של הציפוי, אשר, בהשפעת האור, מתחילים תנועה של חלקיקים, מעוררים יצירת זרם.

הצטברות האנרגיה המתקבלת מסופקת על ידי רצועות נחושת המחוברות לפנלים. הם יכולים להעביר זרם למכשירי אחסון אנרגיה, או ישירות לצרכנים, למשל, ציוד תאורה הממוקם באתר. על מנת שהפאנלים הסולאריים על הגג יתפסו את המיקום המשתלם ביותר ביחס להגעת קרניים, העיצוב מספק גם אוטומציה. הודות לחיישנים תרמיים, הוא מגיבלתוך האור ומכוון את הלוחות לכיוון השמש.

בחירת מיקום להתקנה

כדי להגביר תחילה את ביצועי המערכת, רצוי להתחשב במיקום האופטימלי של הפאנלים על הגג. פעל לפי הכללים הבאים:

• חשבון לנפילת הצל. במידה ושטח ההתקנה נמצא בצל של עץ גבוה במשך רוב שעות היום, היעילות כמובן תהיה נמוכה ביותר ואף לא תאפשר להחזיר את עלות אחזקת המודול. לכן, נבחר האזור החשוף ביותר לקרני השמש.
• כיוון לוח נכון. גם אם התכנון מספק מערכת סיבוב אוטומטי, רצוי לבחור תחילה במיקום שיהיה הכי משתלם מבחינת נפילת אור שמש בהיר על תאי הפוטו.
• חישוב שיפוע. טעות נפוצה בהתקנת לוחות היא מיקומם בזווית המתאימה למדרון. במילים אחרות, העיצוב פשוט משתלב על המדרון ללא כל תיקונים. זוהי גישה שגויה מיסודה, שכן זוויות המדרונות (30-45 מעלות) עשויות שלא להתאים למדרון, אשר יהיה המועיל ביותר באזור מסוים. מומחים ממליצים להתקין פאנלים סולאריים על הגג בזווית השווה לקו הרוחב הגיאוגרפי של האזור המקומי. כלומר, הזווית תתאים לדרגת קו הרוחב.
• קביעת זמינות. תפעול הלוחות יהיה קשור לתחזוקה שוטפת ותמיכה טכנית של המבנה. לכן, הנגישות הפיזית לפנלים על הגג מוערכת גם מראש.

אפשרויות ליצירת בסיס ספק

להתקנת הפאנלים, מומלץ להרכיב בלוק כוח שעליו תתקבע מסגרת של תאי פוטו. עיצוב זה יכול להתבצע בבית. תצטרך פינת מתכת ומחברים. רצוי ליצור חיבורים על ידי ריתוך - שוב, בעזרת מהפך, אפילו מאסטר ביתי חסר ניסיון ייצור מפרקים. הדבר החשוב ביותר הוא לחשב נכון את הבסיס מבחינת גודל ומשקל כך שהוא לא יפרוץ את הקירוי ובאופן עקרוני יאפשר לבצע קיבוע אמין. המורכבות של הרכבת פאנלים סולאריים על הגג נעוצה בהתקנה של פלטפורמת המוביל למערכת המסבך. העובדה היא שהקיבוע ככזה לא מתבצע לאלמנטים של הגג, אלא לקורות הגג בחלל מתחת לגג.

מצד עליית הגג נעשית מסגרת נושאת עומס חזקה שעל בסיסה יקבע מבנה הפרופיל המרותך. עדיף להשתמש בחיבורים מוברגים כך שניתן יהיה לנתק את ההתקנה בכל עת. לשם כך, חורים מחושבים מראש, נוצרת תצורת הפריסה ההדדית וכו'. ברור שיהיה צורך ליצור פתח טכנולוגי בקירוי.

תהליך התקנת פאנלים סולאריים על הגג

כל פאנל עם תאי פוטו סגור במסגרת פרופיל מתכת. היצרנים חושבים בתחילה על התצורה של ההר העתידי, ומשאירים פערים וחורים לתיקון. בשלב ההתקנהיש להכין לוחות עם ציוד הידוק מתאים ועל פלטפורמת המוביל.

בנוסף, יש צורך להכין חומרי שיכוך ובידוד. הם יגנו על מערכת ההרכבה מפני נזקי קורוזיה ורעידות חזקות מעומס רוח. זהו מעין בטנה בין המבנה התומך והפנלים. לאחר מכן, מותקנים הפאנלים הסולאריים על הגג בנקודה הנבחרת - באמצעות חומרה דרך החורים הטכנולוגיים, מוברג גוף הפנל לפרופילי המתכת. במידת האפשר, השתמש בתפסים מתכווננים או מסתובבים כדי לכוונן את מיקום הלוחות.

אמצעים חשמליים

שלב לא פחות חשוב בו מאורגנים חיווט הרשת וחיבור הציוד. ישנן דרכים שונות לפתור בעיות אלו, אך השיטה האמינה ביותר נחשבת לחיבור אוטונומי של פאנלים סולאריים על הגג עם מקור כוח עצמאי. פאנלים עם ממיר ובלוקי אחסון מוכנסים למערכת אספקת החשמל האוטונומית. זה ידרוש גנרטורים בהספק קטן של כ-500 וואט עם מתח ביתי של עד 220 וולט.

החיווט נעשה עם כבל חיצוני סטנדרטי מעוות, עמיד. כל החיבורים של הציוד נעשים באמצעות מגעים חשמליים - ככלל, הם כלולים עם פאנלים סולאריים. כפתרון חלופי, ניתן לחשוב על אפשרות חיבור לרשת החשמל המרכזית, אך אז לא ניתן יהיה להשתמש בתחנת הכוח כ.ספק כוח גיבוי.

שילוב חלונות גג סולאריים

גרסה מותאמת לעיצוב של הפנל הסולארי שמייתרת את הצורך באמצעי התקנה מיוחדים. הפאנל כבר מובנה בחלון הגג, ולכן נדרשת רק התקנת מבנה המסגרת. אם תרצה, ניתן להסיר את הפאנל מהגוף התומך ולהשאיר חלון אחד עם תריסים או אביזרי הגנה אחרים.

יש יצרנים שמציעים התקנת פאנלים סולאריים על גג הבית בחלונות גג מוכנים. כלומר, הפאנל מתוכנן ומיוצר במיוחד עבור מידות הפתח הקיים, תוך התחשבות במאפייני המסגרת. אז נשאר רק לעשות כמה חורים בעיצוב יחידת החלון ולהבריג את הפאנל. כדי לחבר את הכבל, נוצר ערוץ קטן עם מסלול חיווט המוביל לעליית הגג או לעליית הגג. כאן, אגב, ניתן לאתר ציוד שצובר וממיר אנרגיה.

הנחיות כלליות של זרימת עבודה

לפני תחילת העבודה, כדאי לשרטט תוכנית גסה למיקום המבנה - זה יאפשר לך לא רק לקבוע את שיטת ההידוק האופטימלית, אלא גם למזער חישובים שגויים אפשריים של ההתקנה. כדאי לקחת בחשבון גם את עצות היצרנים לגבי הרכבת פאנלים סולאריים על גג בניין. לדוגמה, ההוראות מזכירות לעתים קרובות את הצורך לשמור על פער בין פני השטח של גוף הפנל לבין הקירוי. כדילפיזור אופטימלי של האנרגיה בכל אזור הפוטו-תא, מומלץ גם למקם לוחות מלבניים בצורה אופקית - כלומר עם הצד הארוך לאורך הכרכוב.

תפעול מערכת

הדרך הטובה ביותר לשלוט במערכת היא באמצעות אוטומציה. תחנות כוח סולאריות ביתיות מודרניות מאפשרות שימוש בשלט רחוק כדי לתכנת את הפעולה של שני הפאנלים וציוד האחסון. אבל זה לא אומר שלא תידרש תחזוקה פיזית. מעת לעת יש צורך לבדוק את מצב הפאנלים הסולאריים. על גג בית פרטי, רצוי לספק פלטפורמה טכנית קטנה עם סט של כלים וחומרים מתכלים הדרושים. מעת לעת יהיה צורך לבצע פעולות התאמה, בדיקת תאי הפוטו, ניקוי המבנה והחלפת חומרים מתכלים לפי הצורך.

ביקורות על פאנלים סולאריים

ברוסיה, אין כל כך הרבה בעלי בתים פרטיים שבדקו את האפשרויות של סוללות סולאריות. עם זאת, הרשמים מההיכרות הראשונה עם מקור האנרגיה הזה הם בעיקר חיוביים. אפילו כיסוי קטן יחסית של נפחי האנרגיה הנדרשים גורם לתגובות חיוביות. משתמשים מציינים את האפשרויות הרחבות לצבירה והפצה של אנרגיה עם השימוש הרציונלי שלה לאחר מכן בהתאם לבקשות.

מצד שני, רבים מאלה שהתקינו פאנל סולארי על גג ביתם מציינים את הקושי בתחזוקה ואת העלות הגבוהה של החומרים המתכלים. עדיין עלות גבוהה של ציודנותר מחסום מרכזי להתפשטות השמש.

מסקנה

למרות היתרונות הברורים מפיתוח מקורות אנרגיה חלופיים, עדיין יש בעיות בשימוש בהם ברמת הצרכן ההמוני. אלה הם לא רק ניואנסים טכניים העומדים בפני המשתמשים, אלא גם מאפיינים רעיוניים של ייצור אנרגיה. לדוגמה, התקנה של פאנלים סולאריים על הגג בבתים כפריים פרטיים יכולה להצדיק את עצמה רק באזורים חמים, שבהם יש רמות גבוהות של מה שנקרא בידוד. זהו מדד לאנרגיה סולארית המגיעה לכדור הארץ עם קרני אור. וזה בכלל לא אותו הדבר בדרום מערב וצפון מזרח הארץ, במיוחד. כמו כן, מומחים ממליצים לקחת בחשבון את היחס בין האנרגיה הנדרשת לבין פוטנציאל שנוצר על ידי סוללות סולאריות. ייתכן שגם בתנאים של מחווני בידוד נוחים, מאפיינים מסוימים של הפאנלים פשוט לא יאפשרו לך להשיג השפעה חיובית של חיסכון באנרגיה.