СЕС на балконі, частина 3: Вибір та монтаж сонячних панелей. Гнучкі чи жорсткі – які панелі ефективніші?

Продовжую ділитися досвідом створення сонячної електростанції на балконі міської квартири. І сьогодні тема статті дуже цікава – сонячні панелі. Це ж основний компонент СЕС. Поговоримо про вибір моделей, які панелі краще і чому, розкажу про особливості монтажу панелей на балконі, наведу деякі лайфхаки, розповім про досвід використання різних панелей.

Нагадаю план щотижневих статей (поступово тут будуть з’являтися посилання на всі опубліковані пости):

• Частина 1: Підбір обладнання. Чому я обрав платформу EcoFlow Stream. Принцип роботи EcoFlow Stream.
• Частина 2: Моделювання та запуск першої версії СЕС. Знайомство із застосунком EcoFlow. Нарощування ємності та потужності системи.
• Частина 3: Вибір та монтаж сонячних панелей в умовах міської квартири, підключення до СЕС. Гнучкі чи жорсткі – які фотоелектричні панелі ефективніші? ЦЯ СТАТТЯ.
• Частина 4: Аналітика та моніторинг системи. Програмні налаштування для максимальної енергоефективності СЕС. Автоматизація та лайфхаки у застосунку EcoFlow.

Вибір сонячних панелей для балкону

Звісно, в цьому розділі я буду відштовхуватися саме від особливостей вибору панелей в умовах міської квартири. Бо якщо у вас приватний будинок, то там все набагато простіше: ставите інвертор з 1-2-3 потужними MPPT (за кількістю груп сонячних панелей, які плануєте встановити) і далі набираєте послідовно стрінги з однакових моделей.

Розмір та потужність обираєте по ситуації, бажано – по максимуму. Головне – у підсумку не перевищити потужність, вольтаж та струм на кожен контролер і вписатися в загальні обмеження інвертора.

Що до квартири – все набагато складніше. Одразу треба враховувати багато моментів та зважати на безліч нюансів. Але спочатку давайте розберемося з базовою теорією сонячних панелей, хоча б у першому наближенні.

Послідовне або паралельне підключення панелей?

Сонячні панелі у групи (стрінги) можна об’єднувати:

• Послідовно – одного номіналу, краще однієї моделі, бажано не допускати часткової тіні, бо слабша панель тягне вниз всю групу – в такому випадку на вході в MPPT будуть наступні параметри: потужність = сума панелей, напруга = сума панелей, струм = як у однієї панелі.
• Паралельно – допускається різного номіналу, або часткова затіненість, слабша панель не сильно тягне вниз інші – в такому випадку на вході в MPPT будуть наступні параметри: потужність = сума панелей, напруга = як у однієї панелі, струм = сума панелей.

Монокристалічні або полікристалічні сонячні панелі?

На ринку зустрічаються 2 типи фотоелектричних панелей з точки зору технології виготовлення: монокристалічні та полікристалічні. Перший варіант більш ефективний, з більшим ККД. А другий – дешевший. Але не завжди вартість кінцевого продукту підпадає під цю логіку. Наприклад, монокристалічні великі моделі панелей 400-600 Вт можуть коштувати як полікристалічні 150-200 Вт гнучкі панелі або складні варіанти. А спеціалізовані туристичні панелі – завжди коштують навіть набагато дорожче, незалежно від технології виготовлення.

Також часто – навмисно, або через відсутність компетенції, продавці вказують в опису товару тип панелі як монокристалічна, а по факту продають вам полікристалічну модель. Як швидко відрізнити ці два типи? По кольору: монокристалічні з чорним відливом, а полікристалічні – з блакитним.

В принципі, чисто теоретично, якщо дозволяє бюджет та ситуація, в поточній ситуації завжди краще обирати монокристалічні моделі. Але, якщо ваш бюджет дуже сильно обмежений, або ситуація не дозволяє поставити великі монокристалічні панелі, полікристалічні моделі можуть стати більш обґрунтованою покупкою. Тут вже варто виходити з поточної ситуації.

Гнучкі, або жорсткі стаціонарні панелі?

Одразу висловлю головну свою думку, яка підкріплена багатьма практичними тестами, бо у мене працюють як гнучкі, так і жорсткі панелі. З точки зору ефективності на одиницю площі при однаковій технології виготовлення та однакових умовах (інтенсивність сонячного випромінювання, кут до сонця, зовнішня температура), продуктивність гнучких та жорстких панелей приблизно однакова. Різниця в межах похибки. Авжеж, можуть бути нюанси, які напряму виходять з конструктивних особливостей панелей. Наприклад жорсткі двосторонні панелі, які можуть в деяких випадках видавати потужність навіть вищу за номінальну. Гнучка панель, звісно, так ніколи не зможе. Але в цілому: працюють вони плюс-мінус однаково.

Є більш суттєві параметри, які впливають на вибір панелей, головний – це вартість. Середня ціна жорсткої стаціонарної панелі в алюмінієвому профілі – 450-500 Вт = 100 доларів. Тому, якщо є можливість і ситуація дозволяє, краще завжди купляти такі панелі, щоб у підсумку отримати максимальну потужність за мінімальні гроші. На даний момент гнучкі панелі коштують приблизно в 2-3 рази дорожче за 1 Вт у порівнянні з жорсткими панелями.

Також важливо оцінити технології монтажу. Жорсткі панелі легко встановлюються на даху за допомогою стандартизованих рішень – на монтажні профілі і з використанням кінцевих та міжпанельних притисків. Тобто, тут є типова технологія монтажу і фактично цю роботу може виконати будь хто. Безсумнівно, для проектів великих продуктивних СЕС з великими площами сонячного поля – це просто єдиний допустимий варіант вибору панелей, ніхто в здоровому глузді не буде закупати гнучкі панелі для подібних інсталяцій. Тобто, якщо у вас приватний будинок – вибір очевидний.

Але в умовах квартири ви стикаєтеся з зовсім іншими викликами. Звісно, якщо у вас є можливість змонтувати великі жорсткі панелі на фасаді або на даху – це дуже круто і безсумнівно вам треба йти цим шляхом. Але ви повинні розуміти, що для встановлення на фасаді панелей вагою 20-30 кг, вам доведеться наймати професіоналів по висотному монтажу. Скоріш за все, вартість таких послуг перевищить вартість самих панелей та додаткових матеріалів.

І тут ми переходим до основної переваги гнучких панелей – вони дуже легкі і з ними просто і зручно працювати. Для кріплення вони не потребують таких надійних конструкцій, як жорсткі панелі. І в принципі, змонтувати подібні панелі на фасаді під вікнами або на балконі, цілком можливо самостійно. Хоча краще робити монтаж вдвох. Наприклад, я все зробив за допомогою дружини.

Ще один важливий момент. Якщо вам треба максимально заповнити площу на фасаді балкона, то скоріш за все туди поміститься тільки одна велика стаціонарна панель 400-600 Вт. Якщо додавати панелі іншого (скоріш за все меншого) розміру та потужності, щоб заповнити залишки сонячного поля, тоді вже всі ці панелі потрібно буде підключати до різних MPPT. І якщо у вас типовий недорогий гібридний інвертор (скоріш за все не дуже потужний, бо на балконі дуже потужний і не потрібен), то у нього буде лише один контролер для сонячних панелей. Тобто, в такому випадку розвиток вашої СЕС на цьому етапі і завершиться. Звісно, завжди є варіанти, можна замість однієї великої взяти 3-5 панелей меншого розміру (але вартість 1 Вт вже буде вищою) або звернутися до паралельного підключення панелей, але скоріш за все ви зіткнетесь з обмеженнями по зарядному струму.

Відповідно, це для мене також була одна з вагомих причин вибору платформи EcoFlow Stream, бо тут я отримаю 3-4 MPPT (в залежності від моделі Pro або Ultra) для підключення “зоопарку” різних панелей. Головне, вписатися у обмеження на один контролер: 500Вт, 60В, 14А.

Перейдемо до практики. Просто подивіться на приклад мого балкону. Як бачите, я заповнив наявний простір фасаду майже по максимуму і при цьому все зробив самостійно. Тобто, якщо рахувати вартість фінальної конструкції, то хоча я переплатив за самі панелі, в той самий час я заощадив на додаткових матеріалах та професійному монтажі.

Внизу я встановив 2х210 Вт гнучкі панелі Growatt послідовно – вони підключені до одного MPPT. Взагалі, EcoFlow не радить підключати панелі послідовно, щоб не перевищувати вхідну напругу. Але це скоріше захист “від дурня”. Послідовне підключення можна використовувати, головне – не перебільшити допустимі параметри вольтажу та потужності. Тоді нічого страшного не відбудеться. В даному випадку, це потужність 210+210=420Вт, напруга 22+22=44В, а струм залишається 9.54А – як у однієї панелі. В обмеження вписуємось.

Growatt 2х210W Solar Panels

1 - 3

Схожа ситуація з панелями на секціях вікон, це дві гнучкі панелі Volt Polska MONO FLEX 140W – потужність 140+140=280Вт, напруга 18.72+18.72=37.44В, струм 7.48А – теж вписуюсь у обмеження і підключаю дві панелі послідовно до одного контролеру.

Третя невелика панель, яку ви бачите на фасаді – гнучка EcoFlow 100 Вт, яку я навіть не купляв, а взяв у друга покористуватися, вона як раз заповнила вільне місце на фасаді.

Відповідно, всі ці панелі мають загальну номінальну потужність 800 Вт і підключені до одного модуля EcoFlow Stream Pro – займають всі три наявні MPPT.

Якщо порівнювати мій варіант з гіпотетичним варіантом встановлення жорстких панелей на фасаді балкону, то мені точно не вдалося б створити більш потужне сонячне поле в цій локації. Крім того, довелося б замовляти або купляти дорогу і важку силову конструкцію та запрошувати монтажників для висотних робіт на фасаді. Якщо ви стикалися з таким питанням, то знаєте, що зараз це велика проблема. Знайти людей на подібний монтаж дуже важко через невеликий об’єм робот. За встановлення 1-2 панелей на фасаді багатоповерхівки або ніхто не береться, або ж ви заплатите як за монтаж десятка панелей. Ці витрати значно перекривають різницю між вартістю гнучких та жорстких панелей. Я порахував, що за жорсткі панелі у підсумку заплатив би більше, ніж за поточний сетап з гнучких панелей, який встановив самостійно.

Але, що до наступного місця встановлення панелей – над дахом балкону – тут я вже зміг без проблем використати жорсткі панелі: одну JA Solar JAM54D40-460/LB 460Wp потужністю 460 Вт та дві ноунейм панелі по 150 Вт. На цьому етапі я вже пішов по класичному сценарію і використав два монтажні профілі, на які були встановлені панелі під кутом 45° за допомогою стандартних притисків. Для виконання роботи я залучив двох монтажників, які використовували страхувальне обладнання для висотних робіт. Послуга монтажу на той час коштувала приблизно як вартість панелей.

Монтаж сонячних панелей на балконі квартири

1 - 5

Що до фінансового боку, давайте порахуємо, спочатку кошторис фасадного сетапу (приводжу ціни на момент придбання комплектуючих):

• Набір 2 гнучких сонячних панелей Growatt монокристалічні 2х210 Solar Panel 115х99 = 7999 грн
• Гнучка фотоелектрична панель Volt Polska MONO FLEX 140W з доставкою = 9949 грн
• Плаский кабель під вікно 3 шт = 3000 грн
• Матеріали та кріплення для монтажу = 2000 грн
• Кабелі – в комплекті з EcoFlow Stream = 0 грн
• Монтаж = 0 грн

ЗАГАЛОМ: 22948 грн + панель EcoFlow 100 Вт, яку мені позичили, хай буде ще 5000 грн за б.в.

Приблизний кошторис сетапу над дахом балкону:

• Панель JA Solar JAM54D40-460/LB 460Wp з доставкою = 4740 грн
• 2 панелі 150 Вт з доставкою = 5400 грн
• Матеріали та кріплення для монтажу = 2300 грн
• Плаский кабель під вікно 3 шт = 3000 грн
• Кабелі – в комплекті з EcoFlow Stream = 0 грн
• Додаткові кабелі для підключення панелей = 1600 грн
• Монтаж 1 день = 6000 грн

ЗАГАЛОМ: 23040 грн

Як бачите, обидва етапи монтажу панелей обійшлися приблизно однаково. І це ще раз підтверджує, неважливо які панелі ви обрали – гнучкі, або жорсткі, в умовах міської квартири у підсумку заощадити на жодному з варіантів не вийде. Ну, тільки якщо ви не монтажник-висотник, який виконає всі роботи з жорсткими панелями самостійно. До речі, вартість монтажних робіт невпинно підвищується. Зараз я хочу поміняти 2 панелі 150 Вт на ще одну JA Solar 460 Вт і мені вже озвучили ціну 10000 грн (бо багато замовлень). Ледве вдалося вибити знижку до 8000 грн. Отакі справи…

Читайте також: Огляд зарядних міні-станцій EcoFlow Trail 200 DC та EcoFlow Trail 300 DC: Відпрацьовують кожну копійку

Монтаж гнучких сонячних панелей на фасаді – методика та лайфхаки

Якщо після моєї попередньої розповіді ви наважилися на самостійне встановлення гнучких панелей на фасаді балкону, то поділюся з вами особистим досвідом. Бо тут дійсно було застосовано декілька простих, але ефективних інженерних рішень, які можуть вам стати у нагоді.

Перша проблема: як закріпити панелі, якщо не можна свердлити стінку балкона. Це дуже актуальне питання, особливо, якщо ви орендуєте житло. Ідею підкинув користувач Threads – andrii.nazarenko:

Ідея верхнього кріплення через дренажні отвори в пластикових рамах мені здалася дійсно цікавою і я її реалізував з невеликими удосконаленнями:

Всі матеріали я купив в будівельному супермаркеті: Г-образні бовти, монтажний профіль, шайби, гайки. А ще, використав алюмінієву трубку – для виносу профіля трохи вперед за відлив. Монтаж дуже швидкий, конструкція легка та надійна. Реально, дуже круте рішення, яке можна реалізувати самостійно, якщо у вас балкон закритий металопластиковими вікнами.

В принципі, маючи такий профіль, змонтований за вікном, ви вже будете мати можливість тимчасово вивішувати на нього туристичні розкладні, або легкі гнучкі панелі – навіть просто на карабінах. Якщо у вас сезонна СЕС, або орендована квартира – цілком робоче рішення. За необхідністю монтажний профіль також можна легко демонтувати і перевезти на іншу квартиру.

Але я пішов трохи далі, бо у мене все ж не тимчасова конструкція. Тому я вигадав рішення, як зафіксувати нижню частину встановлених панелей. Для початку я підготував дві гнучкі панелі по 210 Вт – скріпив їх між собою пластиковими стяжками, а через нижні отвори пропустив металевий трос у поліпропіленовій оболонці. Довжину троса треба розрахувати так, щоб при закріпленні панелей зверху на профіль, кінці троса залишалися на балконі. Нижче розкажу, чому, та що з ними робити.

Далі – до монтажного профілю я ще прикрутив металеві кутки і вже до кутків закріпив верхню частину панелей за допомогою гвинтів та гайок типу “баранчик” – бо їх можна швидко закрутити вручну без використання інструменту. У результаті вийшла доволі жорстка конструкція зверху.

Переходимо до фіксації низу панелей. Для цього я пробурив два отвори в стінці балкону знизу – прямо під петлями на панелях, через які виходять кінці металевого троса. Отвори в стінці краще робити трохи з нахилом вниз, щоб створити природний гідравлічний замок. Далі, я висунув через отвір за балкон петлю з металевої проволоки, попередньо нанизав шайбу на трос, зверху завів в петлю кінець тросу і затягнув його всередину балкона з двох боків. Натягнув трос через алюмінієву трубку, зафіксував такелажним кріпленням. Далі отвори за необхідністю можна герметизувати та задути піною, якщо вам важлива теплоізоляція.

Загально конструкція залишилася доволі гнучкою, але вона дуже стійка навіть до шквального вітру – перевірено вже багато разів, навіть під час штормового попередження. Нижня фіксація запобігає підкиданню нижньої частини панелі вверх. Панель не видувається парусом, а лише притискається вітром до стінки балкону. А довжиною трубки я можу за необхідністю регулювати винос нижньої частини гнучкої панелі, щоб створювати кращий кут до сонця. Якщо дуже сильний вітер, можна просто повністю притягнути низ панелі до стінці балкону. В принципі, вважаю, що цей метод кріплення цілком життєздатний, але ви можете його удосконалювати, якщо вийде – напишіть у коментарях.

Єдине, що зараз я зробив би інакше, можливо краще було б кожну з панелей зафіксувати в декількох точках, додавши ще пару кріплень в зоні стиковки двох панелей, або на наступних отворах, щоб панель не дуже прогиналася внизу посередині. Хоча, з досвіду, навіть фіксація в двох точках по краях кожної панелі працюють нормально. Звісно, ви можете застосувати ідею на свій розсуд і зробити подібні кріплення хоч під кожним нижнім отвором. Також можна посилити нижню частину панелей планкою або профілем, щоб зробити конструкцію жорсткішою.

Ще важливий момент. Якщо ви не хочете буріти стіни для прокладки кабелів, зверніть увагу на спеціальні пласкі кабелі, які просто прокладаються під віконними рамами і не заважають відкривати та закривати вікна.

Читайте також: BLUETTI AC200L проти OUKITEL P2001 Plus: порівняння портативних електростанцій

Підсумки та перші результати роботи

Що до ефективності мого сетапу, то в середньому продуктивність СЕС з таким набором панелей складає трохи більше 6 кВт·год у сонячний день, 3-4 кВт·год – якщо погода хмарна, але сонце подеколи виглядає. І навіть в поганих погодних умовах і під час дощу – вдається “намайнити” до 1-2 кВт·год електроенергії. Вважаю, що результат доволі непоганий, при середньодобовому споживанні моєї квартири на рівні 10-12 кВт·год – це суттєва економія сімейного бюджету і достатній рівень автономності, навіть у разі повного відключення електроенергії – можна покривати базові потреби та забезпечувати живлення критичних електроприладів.

EcoFlow Mobile App

1 - 8

До речі, якщо у вас є власні ідеї, або рішення чи реальні кейси, як просто та швидко закріпити гнучкі панелі на стінці балкону – діліться своїми конструкціями, впевнений, це буде корисно іншим читачам.

Залишайтеся на зв’язку! Якщо є питання по системі EcoFlow Stream, вибору та монтажу сонячних панелей на балконі квартири – можете задавати їх в коментарях під цим постом, або у соцмережах, де я активно ділюся досвідом по даному проекту: X (Twitter), Theads. До зустрічі через тиждень!

Всі огляди зарядних станцій та систем енергозбереження на нашому сайти: читати тут

Де купити EcoFlow Stream

• EcoFlow Stream Pro: Фірмовий магазин | Всі магазини
• EcoFlow Stream Ultra: Фірмовий магазин | Всі магазини