СЭС на балконе, часть 3: Выбор и монтаж солнечных панелей. Гибкие или жесткие — какие панели эффективнее?

Продолжаю делиться опытом создания солнечной электростанции на балконе городской квартиры. И сегодня тема статьи очень интересная — солнечные панели. Это же основной компонент СЭС. Поговорим о выборе моделей, какие панели лучше и почему, расскажу об особенностях монтажа панелей на балконе, приведу некоторые лайфхаки, расскажу об опыте использования разных панелей.

Напомню план еженедельных статей (постепенно здесь будут появляться ссылки на все опубликованные посты):

• СЭС на балконе, часть 1: EcoFlow Stream Pro (Ultra) – система энергонезависимости для вашего дома
• СЭС на балконе, часть 2: Запуск EcoFlow Stream, базовые настройки, резервное питание, масштабирование
• Часть 3: Выбор и монтаж солнечных панелей в условиях городской квартиры, подключение к СЭС. Гибкие или жесткие — какие фотоэлектрические панели эффективнее? ЭТА СТАТЬЯ.
• Часть 4: Аналитика и мониторинг системы. Программные настройки для максимальной энергоэффективности СЭС. Автоматизация и лайфхаки в приложении EcoFlow.

Выбор солнечных панелей для балкона

Конечно, в этом разделе я буду отталкиваться именно от особенностей выбора панелей в условиях городской квартиры. Потому что если у вас частный дом, то там все гораздо проще: ставите инвертор с 1-2-3 мощными MPPT (по количеству групп солнечных панелей, которые планируете установить) и дальше набираете последовательно стринги из одинаковых моделей.

Размер и мощность выбираете по ситуации, желательно — по максимуму. Главное — в итоге не превысить мощность, вольтаж и ток на каждый контроллер и вписаться в общие ограничения инвертора.

Что касается квартиры — все гораздо сложнее. Сразу надо учитывать много моментов и учитывать множество нюансов. Но сначала давайте разберемся с базовой теорией солнечных панелей, хотя бы в первом приближении.

Последовательное или параллельное подключение панелей?

Солнечные панели в группы (стринги) можно объединять:

• Последовательно — одного номинала, лучше одной модели, желательно не допускать частичной тени, ибо более слабая панель тянет вниз всю группу — в таком случае на входе в MPPT будут следующие параметры: мощность = сумма панелей, напряжение = сумма панелей, ток = как у одной панели.
• Параллельно — допускается разного номинала, или частичная затененность, более слабая панель не сильно тянет вниз остальные — в таком случае на входе в MPPT будут следующие параметры: мощность = сумма панелей, напряжение = как у одной панели, ток = сумма панелей.

Монокристаллические или поликристаллические солнечные панели?

На рынке встречаются 2 типа фотоэлектрических панелей с точки зрения технологии изготовления: монокристаллические и поликристаллические. Первый вариант более эффективный, с большим КПД, а второй — более дешевый. Но не всегда стоимость конечного продукта подпадает под эту логику. Например, монокристаллические большие модели панелей 400-600 Вт могут стоить как поликристаллические 150-200 Вт гибкие панели или сложные варианты. А специализированные туристические панели — всегда стоят даже намного дороже, независимо от технологии изготовления.

Также часто — намеренно, или из-за отсутствия компетенции, продавцы указывают в описании товара тип панели как монокристаллическая, а по факту продают вам поликристаллическую модель. Как быстро отличить эти два типа? По цвету: монокристаллические с черным отливом, а поликристаллические — с голубым.

В принципе, чисто теоретически, если позволяет бюджет и ситуация, в текущей ситуации всегда лучше выбирать монокристаллические модели. Но, если ваш бюджет очень сильно ограничен, или ситуация не позволяет поставить большие монокристаллические панели, поликристаллические модели могут стать более обоснованной покупкой. Здесь уже стоит исходить из текущей ситуации.

Гибкие, или жесткие стационарные панели?

Сразу выскажу главное свое мнение, которое подкреплено многими практическими тестами, потому что у меня работают как гибкие, так и жесткие панели. С точки зрения эффективности на единицу площади при одинаковой технологии изготовления и одинаковых условиях (интенсивность солнечного излучения, угол к солнцу, внешняя температура), производительность гибких и жестких панелей примерно одинакова. Разница в пределах погрешности. Конечно, могут быть нюансы, которые напрямую исходят из конструктивных особенностей панелей. Например жесткие двусторонние панели, которые могут в некоторых случаях выдавать мощность даже выше номинальной. Гибкая панель, конечно, так никогда не сможет. Но в целом: работают они плюс-минус одинаково.

Есть более существенные параметры, которые влияют на выбор панелей, главный — это стоимость. Средняя цена жесткой стационарной панели в алюминиевом профиле — 450-500 Вт = 100 долларов. Поэтому, если есть возможность и ситуация позволяет, лучше всегда покупать такие панели, чтобы в итоге получить максимальную мощность за минимальные деньги. На данный момент гибкие панели стоят примерно в 2-3 раза дороже за 1 Вт по сравнению с жесткими панелями.

Также важно оценить технологии монтажа. Жесткие панели легко устанавливаются на крыше с помощью стандартизированных решений — на монтажные профили и с использованием концевых и межпанельных прижимов. То есть, здесь есть типовая технология монтажа и фактически эту работу может выполнить любой. Несомненно, для проектов больших производительных СЭС с большими площадями солнечного поля — это просто единственный допустимый вариант выбора панелей, никто в здравом уме не будет закупать гибкие панели для подобных инсталляций. То есть, если у вас частный дом — выбор очевиден.

Но в условиях квартиры вы сталкиваетесь с совсем другими вызовами. Конечно, если у вас есть возможность смонтировать большие жесткие панели на фасаде или на крыше — это очень круто и несомненно вам надо идти по этому пути. Но вы должны понимать, что для установки на фасаде панелей весом 20-30 кг, вам придется нанимать профессионалов по высотному монтажу. Скорее всего, стоимость таких услуг превысит стоимость самих панелей и дополнительных материалов.

И тут мы переходим к основному преимуществу гибких панелей — они очень легкие и с ними просто и удобно работать. Для крепления они не требуют таких надежных конструкций, как жесткие панели. И в принципе, смонтировать подобные панели на фасаде под окнами или на балконе, вполне возможно самостоятельно. Хотя лучше делать монтаж вдвоем. Например, я все сделал с помощью жены.

Еще один важный момент. Если вам надо максимально заполнить площадь на фасаде балкона, то скорее всего туда поместится только одна большая стационарная панель 400-600 Вт. Если добавлять панели другого (скорее всего меньшего) размера и мощности, чтобы заполнить остатки солнечного поля, тогда уже все эти панели нужно будет подключать к различным MPPT. И если у вас типичный недорогой гибридный инвертор (скорее всего не очень мощный, потому что на балконе очень мощный и не нужен), то у него будет только один контроллер для солнечных панелей. То есть, в таком случае развитие вашей СЭС на этом этапе и завершится. Конечно, всегда есть варианты, можно вместо одной большой взять 3-5 панелей меньшего размера (но стоимость 1 Вт уже будет выше) или обратиться к параллельному подключению панелей, но скорее всего вы столкнетесь с ограничениями по зарядному току.

Соответственно, это для меня также была одна из весомых причин выбора платформы EcoFlow Stream, потому что здесь я получу 3-4 MPPT (в зависимости от модели Pro или Ultra) для подключения «зоопарка» различных панелей. Главное, вписаться в ограничения на один контроллер: 500Вт, 60В, 14А.

Перейдем к практике. Просто посмотрите на пример моего балкона. Как видите, я заполнил имеющееся пространство фасада почти по максимуму и при этом все сделал самостоятельно. То есть, если считать стоимость финальной конструкции, то хотя я переплатил за сами панели, в то же время я сэкономил на дополнительных материалах и профессиональном монтаже.

Внизу я установил 2х210 Вт гибкие панели Growatt последовательно — они подключены к одному MPPT. Вообще, EcoFlow не советует подключать панели последовательно, чтобы не превышать входное напряжение. Но это скорее защита «от дурака». Последовательное подключение можно использовать, главное — не преувеличить допустимые параметры вольтажа и мощности. Тогда ничего страшного не произойдет. В данном случае, это мощность 210+210=420Вт, напряжение 22+22=44В, а ток остается 9.54А — как у одной панели. В ограничения вписываемся.

Growatt 2х210W Solar Panels

1 - 3

Похожая ситуация с панелями на секциях окон, это две гибкие панели Volt Polska MONO FLEX 140W — мощность 140+140=280Вт, напряжение 18.72+18.72=37.44В, ток 7.48А — тоже вписываюсь в ограничения и подключаю две панели последовательно к одному контроллеру.

Третья небольшая панель, которую вы видите на фасаде — гибкая EcoFlow 100 Вт, которую я даже не покупал, а взял у друга попользоваться, она как раз заполнила свободное место на фасаде.

Соответственно, все эти панели имеют общую номинальную мощность 800 Вт и подключены к одному модулю EcoFlow Stream Pro — занимают все три имеющиеся MPPT.

Если сравнивать мой вариант с гипотетическим вариантом установки жестких панелей на фасаде балкона, то мне точно не удалось бы создать более мощное солнечное поле в этой локации. Кроме того, пришлось бы заказывать или покупать дорогую и тяжелую силовую конструкцию и приглашать монтажников для высотных работ на фасаде. Если вы сталкивались с таким вопросом, то знаете, что сейчас это большая проблема. Найти людей на подобный монтаж очень трудно из-за небольшого объема работ. За установку 1-2 панелей на фасаде многоэтажки или никто не берется, или же вы заплатите как за монтаж десятка панелей. Эти расходы значительно перекрывают разницу между стоимостью гибких и жестких панелей. Я посчитал, что за жесткие панели в итоге заплатил бы больше, чем за текущий сетап из гибких панелей, который установил самостоятельно.

Но, что до следующего места установки панелей — над крышей балкона — здесь я уже смог без проблем использовать жесткие панели: одну JA Solar JAM54D40-460/LB 460Wp мощностью 460 Вт и две ноунейм панели по 150 Вт. На этом этапе я уже пошел по классическому сценарию и использовал два монтажных профиля, на которые были установлены панели под углом 45° с помощью стандартных прижимов. Для выполнения работы я привлек двух монтажников, которые использовали страховочное оборудование для высотных работ. Услуга монтажа на то время стоила примерно как стоимость панелей.

Монтаж солнечных панелей на балконе квартиры

1 - 5

Что до финансовой стороны, давайте посчитаем, сначала смету фасадного сетапа (привожу цены на момент приобретения комплектующих):

• Набор 2 гибких солнечных панелей Growatt монокристаллические 2х210 Solar Panel 115х99 = 7999 грн
• Гибкая фотоэлектрическая панель Volt Polska MONO FLEX 140W с доставкой = 9949 грн
• Плоский кабель под окно 3 шт = 3000 грн
• Материалы и крепления для монтажа = 2000 грн
• Кабели — в комплекте с EcoFlow Stream = 0 грн
• Монтаж = 0 грн

ИТОГО: 22948 грн + панель EcoFlow 100 Вт, которую мне одолжили, пусть будет еще 5000 грн за б/у.

Приблизительная смета сетапа над крышей балкона:

• Панель JA Solar JAM54D40-460/LB 460Wp с доставкой = 4740 грн
• 2 панели 150 Вт с доставкой = 5400 грн
• Материалы и крепления для монтажа = 2300 грн
• Плоский кабель под окно 3 шт = 3000 грн
• Кабели — в комплекте с EcoFlow Stream = 0 грн
• Дополнительные кабели для подключения панелей = 1600 грн
• Монтаж 1 день = 6000 грн

ИТОГО: 23040 грн

Как видите, оба этапа монтажа панелей обошлись примерно одинаково. И это еще раз подтверждает, неважно какие панели вы выбрали — гибкие, или жесткие, в условиях городской квартиры в итоге сэкономить ни на одном из вариантов не получится. Ну, только если вы не монтажник-высотник, который выполнит все работы с жесткими панелями самостоятельно. Кстати, стоимость монтажных работ неустанно повышается. Сейчас я хочу поменять 2 панели 150 Вт на еще одну JA Solar 460 Вт и мне уже озвучили цену 10000 грн (потому что много заказов). Еле удалось выбить скидку до 8000 грн. Вот такие дела…

Читайте также: Обзор EcoFlow Stream Ultra: Это НЕ то, что вы думаете!

Монтаж гибких солнечных панелей на фасаде — методика и лайфхаки

Если после моего предыдущего рассказа вы решились на самостоятельную установку гибких панелей на фасаде балкона, то поделюсь с вами личным опытом. Потому что здесь действительно было применено несколько простых, но эффективных инженерных решений, которые могут вам пригодиться.

Первая проблема: как закрепить панели, если нельзя сверлить стенку балкона. Это очень актуальный вопрос, особенно, если вы арендуете жилье. Идею подкинул пользователь Threads — andrii.nazarenko:

https://www.threads.com/@andrii.nazarenko/post/DVBjlY2CAp5[/caption]

Идея верхнего крепления через дренажные отверстия в пластиковых рамах мне показалась действительно интересной и я ее реализовал с небольшими усовершенствованиями:

Все материалы я купил в строительном супермаркете: Г-образные бовты, монтажный профиль, шайбы, гайки. А еще, использовал алюминиевую трубку — для выноса профиля немного вперед за отлив. Монтаж очень быстрый, конструкция легкая и надежная. Реально, очень крутое решение, которое можно реализовать самостоятельно, если у вас балкон закрыт металлопластиковыми окнами.

В принципе, имея такой профиль, смонтированный за окном, вы уже будете иметь возможность временно вывешивать на него туристические раскладные, или легкие гибкие панели — даже просто на карабинах. Если у вас сезонная СЭС, или арендованная квартира — вполне рабочее решение. При необходимости монтажный профиль также можно легко демонтировать и перевезти на другую квартиру.

Но я пошел немного дальше, так как у меня все же не временная конструкция. Поэтому я придумал решение, как зафиксировать нижнюю часть установленных панелей. Для начала я подготовил две гибкие панели по 210 Вт — скрепил их между собой пластиковыми стяжками, а через нижние отверстия пропустил металлический трос в полипропиленовой оболочке. Длину троса надо рассчитать так, чтобы при закреплении панелей сверху на профиль, концы троса оставались на балконе. Ниже расскажу, почему, и что с ними делать.

Далее — к монтажному профилю я еще прикрутил металлические уголки и уже к уголкам закрепил верхнюю часть панелей с помощью винтов и гаек типа «барашек» — потому что их можно быстро закрутить вручную без использования инструмента. В результате получилась довольно жесткая конструкция сверху.

Переходим к фиксации низа панелей. Для этого я пробурил два отверстия в стенке балкона снизу — прямо под петлями на панелях, через которые выходят концы металлического троса. Отверстия в стенке лучше делать немного с наклоном вниз, чтобы создать естественный гидравлический замок. Далее, я выдвинул через отверстие за балкон петлю из металлической проволоки, предварительно нанизав шайбу на трос, сверху завел в петлю конец троса и затянул его внутрь балкона с двух сторон. Натянул трос через алюминиевую трубку, зафиксировал такелажным креплением. Далее отверстия при необходимости можно герметизировать и задуть пеной, если вам важна теплоизоляция.

В целом конструкция осталась довольно гибкой, но она очень устойчива даже к шквальному ветру — проверено уже много раз, даже во время штормового предупреждения. Нижняя фиксация предотвращает подбрасывание нижней части панели вверх. Панель не выдувается парусом, а лишь прижимается ветром к стенке балкона. А длиной трубки я могу при необходимости регулировать вынос нижней части гибкой панели, чтобы создавать лучший угол к солнцу. Если очень сильный ветер, можно просто полностью притянуть низ панели к стенке балкона. В принципе, считаю, что этот метод крепления вполне жизнеспособен, но вы можете его совершенствовать, если получится — напишите в комментариях.

Единственное, что сейчас я сделал бы иначе, возможно лучше было бы каждую из панелей зафиксировать в нескольких точках, добавив еще несколько креплений в зоне стыковки двух панелей, или на следующих отверстиях, чтобы панель не очень прогибалась внизу посередине. Хотя, по опыту, даже фиксация в двух точках по краям каждой панели работают нормально. Конечно, вы можете применить идею на свое усмотрение и сделать подобные крепления хоть под каждым нижним отверстием. Также можно усилить нижнюю часть панелей планкой или профилем, чтобы сделать конструкцию более жесткой.

Еще важный момент. Если вы не хотите бурить стены для прокладки кабелей, обратите внимание на специальные плоские кабели, которые просто прокладываются под оконными рамами и не мешают открывать и закрывать окна.

Читайте также: Обзор аккумуляторов EcoFlow EB300 и EB600: наконец-то лучший выбор?

Итоги и первые результаты работы

Что касается эффективности моего сетапа, то в среднем производительность СЭС с таким набором панелей составляет чуть более 6 кВт-ч в солнечный день, 3-4 кВт-ч если погода облачная, но солнце иногда выглядывает. И даже в плохих погодных условиях и во время дождя — удается «намайнить» до 1-2 кВт-ч электроэнергии. Считаю, что результат довольно неплохой, при среднесуточном потреблении моей квартиры на уровне 10-12 кВт-ч — это существенная экономия семейного бюджета и довольно неплохой уровень автономности, даже в случае полного прекращения подачи электроэнергии — можно покрывать базовые потребности в питании критических электроприборов.

EcoFlow Mobile App

1 - 8

Кстати, если у вас есть собственные идеи, или решения или реальные кейсы, как просто и быстро закрепить гибкие панели на стенке балкона — делитесь своими конструкциями, уверен, это будет полезно другим читателям.

Оставайтесь на связи! Если есть вопросы по системе Stream, выбору и монтажу солнечных панелей на балконе квартиры — можете задавать их в комментариях под этим постом, или в соцсетях, где я активно делюсь опытом по данному проекту: X (Twitter), Theads. До встречи через неделю!

Все обзоры зарядных станций и систем энергосбережения на нашем сайте: читать здесь

Где купить EcoFlow Stream

• EcoFlow Stream Pro: Фирменный магазин | Все магазины
• EcoFlow Stream Ultra: Фирменный магазин | Все магазины