Napelemek a tetőn: leírás, beépítési módok, működési elv, vélemények

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A napfény hagyományos energiaforrások helyettesítésére való felhasználását egészen a közelmúltig fantasztikus dolognak tekintették, vagy csak különleges körülmények között lehetséges. Ma az ilyen megoldások nem tűnnek hihetetlennek, de a gyakorlati megvalósításuk problémái a hétköznapi fogyasztók számára is fennállnak. Önmagában a napelemek felszerelése a tetőre meglehetősen egyszerű és optimalizált, de ez nem szünteti meg az ilyen akkumulátorok működésének megszervezésének nehézségeit.

A rendszer alapkészlete

A napelemes generátor működési infrastruktúrája egy akkumulátorállomást, egy inverteregységet, egy energiaátalakítót, egy vezérlőt és vezérlőberendezést, közvetlenül fotocellákkal ellátott paneleket, valamint rögzítő és csatlakozó szerelvényeket tartalmaz. Minden alkatrészt különböző eszközök képviselhetnek, amelyek műszaki és működési jellemzőikben különböznek egymástól. Például,tetőn napelemes kis lakóépület 1,5-2 kW teljesítménnyel van ellátva. Megjegyzendő, hogy vannak komplex és helyi állomások is, amelyek a fogyasztók különböző csoportjait szolgálják ki. A nagy teljesítményű akkumulátorok elegendő energiát biztosítanak minden elektromos igény kielégítéséhez, az utcai lámpától a fűtőbojlerig. A kevésbé produktív rendszereket nyaralókba szánják, bár a telephelyeken gyakran használnak energiaigényes berendezéseket, például szivattyútelepeket és működő erőműveket.

A napelemek működési elve

A naperőművek legszembetűnőbb és legszembetűnőbb része az inverter panel. Különböző technológiák léteznek a gyártására, egészen addig a tényig, hogy a gyártók titkos recepteket fejlesztenek ki a fotokristályos töltőanyagokhoz. A szabványos eszközök közé tartozik a szilícium panel bór- és foszforalapú bevonattal. Ez lehet egyetlen lemez vagy kombinált - két vagy több elemből. A bevonat különböző rétegeiben aktív elektronok vannak, amelyek fény hatására beindítják a részecskék mozgását, kiváltva az áram keletkezését.

A kapott energia felhalmozódását a panelekhez kapcsolódó rézszalagok biztosítják. Áramot továbbíthatnak akár energiatároló eszközökhöz, akár közvetlenül a fogyasztókhoz, például a helyszínen elhelyezett világítóberendezésekhez. Annak érdekében, hogy a tetőn lévő napelemek a sugarak érkezése szempontjából a legelőnyösebb pozícióba kerüljenek, a tervezés automatizálást is biztosít. A hőérzékelőknek köszönhetően reagála fénybe, és a nap felé irányítja a paneleket.

A telepítés helyének kiválasztása

A rendszer teljesítményének kezdeti növelése érdekében kívánatos figyelembe venni a panelek optimális elhelyezését a tetőn. Kövesse a következő szabályokat:

• Az árnyék lehullásának elszámolása. Ha a beépítési terület a nap nagy részében egy magas fa árnyékában van, a hatásfok természetesen rendkívül alacsony lesz, és még a modul fenntartási költségét sem teszi lehetővé. Ezért a napsugárzásnak leginkább kitett terület kerül kiválasztásra.
• A panel megfelelő tájolása. Még akkor is, ha a kialakítás rendelkezik automatikus forgó rendszerrel, célszerű kezdetben olyan pozíciót választani, amely a legelőnyösebb a fényes napfény fénysorompóra hullása szempontjából.
• Redekség számítása. A panelek beszerelésének gyakori hibája a lejtésnek megfelelő szögben történő elhelyezésük. Más szóval, a kialakítás egyszerűen illeszkedik a lejtőhöz, minden korrekció nélkül. Ez alapvetően hibás megközelítés, mivel a lejtők szögei (30-45 fok) nem feltétlenül egyeznek a lejtővel, ami egy adott régióban a legelőnyösebb. A szakértők azt javasolják, hogy a napelemeket a helyi régió földrajzi szélességével megegyező szögben helyezzék el a tetőn. Vagyis a szög a szélességi foknak felel meg.
• Elérhetőség meghatározása. A panelek üzemeltetése a szerkezet rendszeres karbantartásával és műszaki támogatásával jár együtt. Ezért a tetőn lévő panelek fizikai megközelíthetőségét is előzetesen felmérik.

Lehetőségek szolgáltatóbázis létrehozására

A panelek felszereléséhez ajánlatos egy tápegységet felszerelni, amelyre a fotocellák keretét rögzítik. Ez a kialakítás otthon is elkészíthető. Szüksége lesz egy fém sarokra és rögzítőelemekre. Kívánatos a csatlakozásokat hegesztéssel létrehozni - ismét egy inverter segítségével még egy tapasztalatlan otthoni mester is kötéseket készít. A legfontosabb dolog az alapot helyesen kiszámítani a méret és a súly tekintetében, hogy ne törje át a tetőfedést, és elvileg lehetővé tegye a megbízható rögzítést. A napelemek tetőre történő felszerelésének bonyolultsága a tartóplatform rácsos rendszerre történő felszerelésében rejlik. A helyzet az, hogy a rögzítést nem a tetőelemekre, hanem a tetőgerendákra kell elvégezni a tető alatti térben.

A tetőtér felől erős teherhordó keret készül, mely alapján rögzítésre kerül a hegesztett profilszerkezet. A legjobb a csavarkötések használata, így a telepítés bármikor leválasztható. Ehhez előre kiszámítják a lyukakat, kialakítják a kölcsönös elrendezés konfigurációját stb. Nyilvánvalóan szükség lesz egy technológiai nyílás létrehozására a tetőfedésben.

A napelemek tetőre szerelésének folyamata

Minden fotocellával ellátott panel fém profilkeretbe van zárva. A gyártók kezdetben átgondolják a jövőbeli tartó konfigurációját, hézagokat és lyukakat hagyva a rögzítéshez. A telepítés szakaszábana paneleket megfelelő rögzítőberendezésekkel és a tartóplatformon kell előkészíteni.

Emellett csillapító és szigetelő anyagokat is elő kell készíteni. Megvédik a rögzítőrendszert a korróziós károsodástól és a szélterhelés okozta erős vibrációtól. Ez egyfajta bélés a tartószerkezet és a panelek között. Ezt követően a napelemeket a tetőre szerelik fel a kiválasztott ponton - hardver segítségével a technológiai lyukakon keresztül, a paneltestet a fémprofilokhoz csavarozzák. Ha lehetséges, használjon állítható vagy forgatható reteszt a panelek helyzetének beállításához.

Elektromos intézkedések

Nem kevésbé fontos szakasz a hálózati kábelezés és a berendezések csatlakoztatásának megszervezésében. Ezeknek a problémáknak a megoldására különböző módok léteznek, de a legmegbízhatóbb módszernek a tetőn lévő napelemek független áramforrással történő autonóm csatlakoztatását tartják. Átalakítóval és tárolóblokkokkal ellátott panelek kerülnek be az autonóm áramellátó rendszerbe. Ehhez kis, körülbelül 500 W teljesítményű generátorokra lesz szükség, legfeljebb 220 V háztartási feszültséggel.

A huzalozás szabványos csavart érpárú, nagy teherbírású kültéri kábellel történik. A berendezés minden csatlakozása elektromos kontaktorokkal történik - általában a napelemekhez tartoznak. Alternatív megoldásként lehet gondolkodni a központi villamos hálózatra való csatlakozás lehetőségén, de akkor nem lesz lehetőség az erőmű hasznosítására.tartalék tápegység.

Szolár tetőablakok beépítése

A napelem tervezésre optimalizált változata, amely szükségtelenné teszi a különleges telepítési intézkedéseket. A tetőablakba már be van építve a panel, így csak a keretszerkezet beépítése szükséges. Ha szükséges, a panel eltávolítható a tartótestről, és az egyik ablakot redőnnyel vagy más védőszerelvényekkel lehet hagyni.

Egyes gyártók kínálják a napelemek beépítését a ház tetejére, kész tetőablakban. Vagyis a panelt kifejezetten a meglévő nyílás méreteihez tervezték és gyártják, figyelembe véve a keret jellemzőit. Ezután már csak néhány lyukat kell készíteni az ablakegység kialakításában, és csavarozni kell a panelt. A kábel csatlakoztatásához egy kis csatornát hoznak létre, amelynek vezetékei a padlásra vagy a padlásra vezetnek. Itt egyébként energiát felhalmozó és átalakító berendezések helyezkedhetnek el.

Általános munkafolyamat-irányelvek

A munka megkezdése előtt vázoljon fel egy hozzávetőleges tervet a szerkezet elhelyezésére – ez nemcsak az optimális rögzítési mód meghatározását teszi lehetővé, hanem minimalizálja a beszerelés esetleges téves számításait is. Figyelembe kell vennie a gyártók tanácsait is a napelemek épület tetejére történő felszerelésével kapcsolatban. Például az utasítások gyakran megemlítik, hogy a paneltest felülete és a tetőfedés között hézagot kell fenntartani. Azért, hogyAz energia optimális elosztása érdekében a fotocella területén javasolt a téglalap alakú paneleket vízszintesen elhelyezni – vagyis a hosszú oldallal a párkány mentén.

Rendszerműködés

A rendszer vezérlésének legjobb módja az automatizálás. A modern hazai naperőművek lehetővé teszik a távirányító használatával a panelek és a tároló berendezések működésének programozását. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ne lenne szükség fizikai karbantartásra. Időnként ellenőrizni kell a napelemek állapotát. A magánház tetején célszerű egy kis műszaki platformot biztosítani a szükséges eszközökkel és fogyóeszközökkel. Időről időre el kell végezni a beállítási műveleteket, a fotocellák ellenőrzését, a szerkezet tisztítását és szükség szerint a fogyóeszközök cseréjét.

Vélemények a napelemekről

Oroszországban nincs olyan sok magánháztulajdonos, aki tesztelte a napelemek lehetőségeit. Ennek ellenére az energiaforrás első megismerésének benyomásai többnyire pozitívak. Már a szükséges energiamennyiségek viszonylag kis fedezete is pozitív reakciókat vált ki. A felhasználók tudomásul veszik az energia felhalmozásának és elosztásának széles lehetőségeit, és az igényeknek megfelelő ésszerű felhasználást.

Másrészt azok közül sokan, akik napelemet szereltek fel a házuk tetejére, megjegyzik a karbantartás nehézségeit és a fogyóeszközök magas költségeit. Továbbra is magas a felszerelés költségetovábbra is jelentős akadálya a napenergia terjeszkedésének.

Következtetés

Az alternatív energiaforrások fejlesztéséből adódó nyilvánvaló előnyök ellenére továbbra is problémák merülnek fel a tömegfogyasztói szinten. Ezek nemcsak technikai árnyalatok, amelyekkel a felhasználók szembesülnek, hanem az energiatermelés elvi jellemzői is. Például a vidéki magánházakban a napelemek tetőre történő felszerelése csak meleg régiókban indokolható, ahol magas az úgynevezett besugárzás. Ez a napenergia mértéke, amely fénysugarakkal érkezik a Földre. És ez egyáltalán nem ugyanaz az ország délnyugati és északkeleti részén, különösen. A szakértők azt is javasolják, hogy vegyék figyelembe a szükséges energia és a napelemek által potenciálisan előállított energia arányát. Lehetséges, hogy még kedvező besugárzási mutatók mellett is a panelek bizonyos jellemzői egyszerűen nem teszik lehetővé az energiamegtakarítás pozitív hatásának elérését.