Содержание
Что вам нужно знать
Когда вы думаете о солнечных батареях, вы, вероятно, представляете себе их на крыше своего дома. Вот куда они всегда идут, верно?
Ну, не обязательно. Хотя установка на крыше является наиболее распространенным способом установки солнечных панелей, на самом деле их можно установить разными способами и в разных местах. Из многих вариантов наиболее популярным является наземная установка.
В этом блоге мы объясним, что такое наземная солнечная система, их плюсы и минусы, и стоит ли вам рассматривать их для своего дома.
На этой странице
… Показать больше
Что такое наземная система солнечных батарей?
Наземная солнечная энергетическая система — это именно то, на что она похожа — система солнечных панелей, которые устанавливаются на земле на вашем участке, а не на крыше вашего дома .
Наземные солнечные панели могут быть установлены в любом месте на вашем участке, где есть достаточное пространство и хороший доступ к солнцу.
Панели можно размещать на высоте от нескольких дюймов до нескольких футов от земли, в зависимости от того, как установлена система стеллажей. Панели подают энергию на солнечный инвертор, который находится либо на монтажной системе за панелями, либо в доме.
Жилые наземные солнечные установки, как правило, строятся с использованием солнечных панелей с 60 ячейками — такого же размера солнечные панели обычно используются в жилых солнечных установках на крыше. Между тем, более крупные наземные системы, такие как те, которые используются в солнечных фермах, как правило, используют более крупные солнечные панели с 72 ячейками.
Наземные солнечные панели также известны как солнечные панели на заднем дворе, отдельно стоящие солнечные панели и наземные фотоэлектрические системы.
Какие существуют типы наземных солнечных установок?
Вы можете использовать либо стандартное напольное крепление, которое фиксирует панели в одном месте, либо крепление на столбе, которое поднимает их выше от земли.
Стандартное наземное крепление
В стандартных или традиционных наземных креплениях используются наземные анкеры для удержания стеллажного стола, который поддерживает солнечные панели на рельсах. Точный метод анкеровки будет зависеть от ваших грунтовых условий: наиболее распространено использование бетонных опор, но также возможны забивные опоры, винтовые сваи и бетонный балласт.
Стандартные системы наземного монтажа обычно удерживают солнечную батарею в фиксированном положении, хотя набирают популярность варианты ручной регулировки.
Стандартная система наземного монтажа — это самое простое и экономичное решение для наземной установки, а также наиболее распространенное.
Крепление на столб
Чтобы построить солнечную систему на столбе, вы выкапываете в земле одну большую дыру вместо нескольких отверстий меньшего размера, как при стандартном наземном креплении. В землю втыкается большой столб, к которому вы подключаете рельсы и монтируете солнечные батареи.
Системы крепления на столбах обеспечивают больший зазор от земли, что позволяет избежать листвы или других препятствий на земле, и даже могут использоваться для обеспечения пространства и укрытия для животных, которые могут пастись под ними. Еще одним преимуществом креплений на мачте является то, что они могут легко включать одноосную или двухосевую систему слежения; это позволяет панелям следовать за солнцем в течение дня и, таким образом, производить больше энергии.
С другой стороны, опорные крепления с системами слежения имеют более высокую стоимость за ватт, и большинство людей считают, что вместо этого дешевле установить стандартный наземный массив с большим количеством солнечных панелей.
Каковы плюсы и минусы наземных солнечных батарей?
Вот что следует учитывать, если вы думаете о переходе на солнечную энергию с помощью наземной установки солнечных панелей.
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| Отличный способ обойти любые проблемы с крышей, существующие или потенциальные (ограниченное пространство, конструктивно слабая крыша и т. д.) | Дороже, чем солнечная система на крыше |
| Более высокая выработка энергии, так как вы можете расположить свои солнечные панели в оптимальном направлении и под оптимальным углом | Приобретает ценную недвижимость |
| Легко чистить и обслуживать | Влияет на общую эстетику дома |
| Более сложный процесс установки |
Плюсы и минусы наземных солнечных панелей Самым большим преимуществом наземных солнечных панелей является то, что они обеспечивают больший контроль над направлением и углом наклона вашей солнечной панели . Солнечные панели должны быть обращены либо на юг, либо на юго-запад, чтобы получать максимальное количество прямых солнечных лучей.
На ровной поверхности вы можете расположить солнечные панели в любом направлении, чтобы максимизировать воздействие солнца, в отличие от наклонной крыши.
Это преимущество означает, что наземные панели часто получают больше солнечного света, что позволяет им генерировать больше солнечной энергии, тем самым экономя ваши деньги.
На вашей крыше также могут быть препятствия, такие как световой люк или дымоход, что затруднит установку на ней панелей. На земле обычно больше места для установки большего количества панелей, чем на крыше.
С другой стороны, панели на земле могут мешать общей эстетике вашего дома больше, чем на крыше. Установка наземных панелей также требует значительно больше времени и усилий и, как правило, дороже, чем панели на крыше.
Однако, если ваша наземная система также способна производить больше энергии, то со временем эти дополнительные затраты могут быть компенсированы.
Подходят ли наземные солнечные панели для моего дома?
Если ваш дом потребляет много энергии, вам могут подойти наземные панели .
Это особенно верно, если у вас есть много открытого пространства на вашей собственности, что позволяет вам установить больше солнечных панелей, чем вы можете разместить на своей крыше. Установка более крупной системы позволит вам генерировать больше энергии и лучше удовлетворять ваши потребности.
Конечно, если у вас небольшой двор, может не хватить места для установки необходимого количества панелей. Кроме того, если у вас нет дополнительного места, установка солнечных батарей на земле практически не оставит места для вашего газона, клумб или другого ландшафтного дизайна. Если это важно для вас, то лучшим вариантом могут быть панели на крыше.
Я также должен отметить, что наземная солнечная система — не единственный вариант, если ваша крыша не подходит для солнечных батарей; Вы также можете подумать о солнечном навесе или даже солнечном патио, беседке или перголе.
Сколько наземных солнечных панелей мне понадобится?
В среднем доме требуется около 20 солнечных панелей, устанавливаемых на земле .
Вот предварительные расчеты, использованные для получения этой цифры.
Предположим, что используются 300-ваттные панели в месте с 5 пиковыми солнечными часами в день. За это время каждая солнечная панель будет производить 1,5 кВтч (1500 ватт-часов) электроэнергии в день.
По данным Управления энергетической информации США, в среднем домохозяйство потребляет около 900 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в месяц или около 30 кВтч в день. Как мы уже установили, каждая солнечная панель производит 1,5 кВтч электроэнергии в день, поэтому мы можем компенсировать среднесуточное потребление американского дома, установив 20 солнечных панелей.
Чтобы узнать точное количество солнечных панелей, которое вам нужно, чтобы соответствовать потреблению электроэнергии в вашем доме в вашем регионе, либо обратитесь в местную компанию по установке солнечных батарей за бесплатным предложением, либо воспользуйтесь нашим расширенным калькулятором солнечной энергии ниже.
Какие наземные солнечные панели самые лучшие?
Вот пять ведущих компаний, которые производят наземные солнечные батареи.
- Panasonic : Высокое качество и низкая цена, Panasonic имеет одну из лучших репутаций в бизнесе
- LG Solar : панели LG имеют один из самых высоких коэффициентов преобразования солнечной энергии в электричество
- Canadian Solar : одно из лучших значений для солнечных панелей
- Trina Solar : Высокая производительность по доступной цене
- SunPower : самые эффективные панели на рынке; их лучшие солнечные панели имеют коэффициент конверсии 22,8%
Можно ли выполнить установку своими руками с помощью комплекта для монтажа на землю?
Да, некоторым домовладельцам удалось самостоятельно установить наземные солнечные панели .
Процесс состоит из нескольких этапов: проектирование системы, получение разрешений, покупка комплекта солнечной панели и выполнение установки.
Многие онлайн-продавцы комплектов солнечных панелей либо предлагают солнечные комплекты для наземного монтажа, либо могут адаптировать стандартные комплекты для установки на крыше для использования в качестве наземной системы, заменив монтажное и стеллажное оборудование.
Самодельные наземные установки обычно считаются более сложными, чем самодельные установки на крыше, поскольку они требуют использования бетона и/или экскаваторов для закрепления массива.
Узнать больше :
- Сравнить и купить комплекты солнечных панелей
- Солнечная батарея своими руками: экономия средств и руководство по установке
Заключительные мысли о наземных солнечных панелях
Наземные солнечные панели имеют ряд преимуществ по сравнению со стандартными панелями на крыше.
Дополнительная энергия, которую они могут производить, может оправдать их цену. Проведите собственное исследование и поговорите со своим местным установщиком солнечных батарей, чтобы узнать, как наземные солнечные панели могут наилучшим образом помочь вам удовлетворить потребности вашего дома в энергии.
Основные выводы
- Наземные солнечные энергетические системы — отличный вариант, если вы не можете или не хотите устанавливать солнечные батареи на крыше.
- Существует два основных типа наземных систем: стандартные установки (обычно строятся со стеллажами, закрепленными на бетонных опорах) и системы для монтажа на столбах.
- Установка солнечных панелей на земле позволяет построить более крупную систему и добиться большей выходной мощности, но с более высокой стоимостью за ватт.
- Наземные солнечные панели, как правило, лучше всего подходят домовладельцам с высоким энергопотреблением и большим пространством на участке.
Заземлены ли ваши уличные фонари? – Журнал IAEI
Шел дождь, и тротуар был мокрым. Это был один из тех летних штормов, когда температура снаружи была 78 градусов тепла. Так дети, играющие на тротуаре, были в коротких штанишках, некоторые босиком. Один из этих босоногих детей, восьмилетняя Сара, преследовала Эрика, когда поскользнулась на мокрой поверхности и начала падать. Сара потянулась, чтобы схватиться за ближайший уличный фонарь, чтобы смягчить падение. Но когда она коснулась металлического столба, ее ударило током, в результате чего она отдернула руки и ударилась головой о тротуар. К счастью, она отделалась лишь несколькими царапинами и синяками.
Но травмы могли быть намного хуже. Путь электрического тока от фонарного столба через ее тело не проходил через ее сердце. Он также не поднялся до уровня, который вызвал бы фибрилляцию желудочков или вызвал бы неконтролируемые мышечные сокращения — сокращения, которые могли бы помешать ей ослабить хватку на металлическом шесте.
Не в этот раз!
Приведенный выше сценарий иллюстрирует слишком много случаев, когда люди и животные получают удары током при контакте с металлическими фонарными столбами, используемыми для уличных фонарей. В результате погибло несколько человек.
Почему и как это происходит?
Фото 1: Этот уличный фонарь питался от ответвленной цепи служебного пьедестала, которая не включала заземляющий провод оборудования.
Разве действующие нормы и стандарты не должны предотвращать такие ситуации? Какая последовательность событий при наличии всевозможных мер предосторожности может привести к тому, что такое опасное состояние останется незамеченным? Разве подрядчики и монтажные бригады не знают соответствующих правил? Разве нет инспекторов, чтобы убедиться, что все построено правильно? Ответы не всегда просты.
В последние годы в стране было построено большое количество закрытых или частных поселков. Это районы, в которых улицы и другие объекты общего пользования не могут быть установлены или обслуживаться коммунальным предприятием или местными органами власти, как в общественных районах.
Не так давно подмастерье-электрик, недавно купивший дом в охраняемом поселке, пожаловался на незаземленные уличные фонари. Многие считали его сумасшедшим. Но он был прав. Уличные фонари не имели соединения с заземляющим проводом (ЗЗО) (фото 1).
Подключение со стороны подачи
Во многих районах страны общественные уличные фонари подключены непосредственно к коммунальной электрической системе (без счетчика), при этом местные органы власти платят установленную плату за электроэнергию за светильник. Большинство этих уличных фонарей, подключенных к источнику питания, не установлены в соответствии с юрисдикцией Национального электротехнического кодекса . Для этих установок в качестве кода модели обычно используется Национальный кодекс электробезопасности или принятый местной коммунальной службой NESC. NEC — это предписывающий код, а NESC — это код производительности. Соблюдение любого из них может привести к безопасной установке.
Рис.
1. Типичное подключение к уличному фонарю со стороны подачи (без стойки счетчика между ними).
Однако определение того, какой код относится к какой установке уличного освещения, может привести к путанице. Местные законы и постановления часто являются решающим фактором. NEC 90.2(B)(5) содержит список коммунальных установок, которые не подпадают под действие НЭК . Установка коммунальных служб на полосе отчуждения или сервитутах обычно осуществляется в соответствии с правилами NESC . NESC покрывает установку систем, принадлежащих коммунальным предприятиям, вплоть до точки обслуживания. NESC не требует установки EGC в системе распределения коммунальных услуг на стороне линии (питания) сервисного оборудования (рис. 1).
Без EGC защита от поражения электрическим током зависит от концепции «напряжения прикосновения». Если металлический столб оказывается под напряжением из-за неисправности столба или прикрепленного светильника, земля вокруг столба должна иметь аналогичный потенциал (напряжение).
Падение напряжения между полюсом и землей будет увеличиваться по мере увеличения расстояния от поврежденного полюса. Когда человек соприкасается с шестом через свои конечности (обычно руки или кисти), ударное напряжение ограничивается длиной руки, поэтому используется фраза «напряжение прикосновения». Напряжение поражения электрическим током ограничено, поскольку человек, касающийся неисправного металлического столба, должен находиться достаточно близко к столбу, чтобы коснуться его, и точка, в которой человек касается земли (через ноги) и столба (через руки), также ограничена. .
Фото 2. Типичная служебная стойка, используемая для питания уличных фонарей в частном населенном пункте
Несмотря на это, нет пути с низким импедансом для тока замыкания на землю без EGC, поэтому поврежденный металлический столб и земля вокруг него будут оставаться под напряжением, пока замыкание на землю не будет обнаружено и устранено. Человек, соприкоснувшийся с неисправным столбом, вероятно, все равно почувствует удар электрическим током, но теория «напряжения прикосновения» основана на достаточно низком напряжении удара, чтобы электрический ток, протекающий через тело, никогда не достигал опасного уровня.
Травмы и смерти, которые происходят каждый год, говорят о том, что стандарт эффективности NESC не всегда достигается.
Существуют и другие переменные, влияющие на величину тока, протекающего через тело человека. Влажная земля и/или мокрый столб могут увеличить ток замыкания на землю. Человек босиком или изолирован от земли обувью? В то время как сухая кожа имеет довольно высокое сопротивление, влажная кожа или любые открытые порезы или ссадины на коже уменьшают сопротивление и, таким образом, увеличивают электрический ток через тело, даже если напряжение прикосновения не увеличилось.
Подключение со стороны нагрузки
Рисунок 2. Путь тока короткого замыкания с заземляющим проводом оборудования
Уличные фонари, обслуживающие многие частные населенные пункты, обычно получают электроэнергию от счетчика обслуживания (фото 2). Сервисная стойка и цепи/оборудование на стороне нагрузки устанавливаются в соответствии с предписывающими правилами NEC .
Часть XI статьи 250 стандарта NEC «Заземление оборудования и проводники заземления оборудования» содержит правила установки EGC. Сервисная стойка будет иметь точку подключения заземляющего электрода, где заземленный нейтральный проводник соединяется с землей. Основная соединительная перемычка используется для подключения этой нейтрали к металлическому корпусу пьедестала. Основной связующий проводник создает или является началом ЭГК.
В стандарте NEC 250, часть XI, есть несколько исключений, но, как правило, все металлические корпуса, содержащие электрические проводники или нагрузки, поставляемые службой, должны быть связаны с службой EGC. EGC обычно имеет форму металлического желоба или отдельного заземляющего проводника, установленного вместе с проводниками цепи (рис. 2). NEC 250.118 содержит список всех разрешенных EGC. Ключевым моментом здесь является то, что ЭГК создается в электротехнической службе. Он не существует на стороне подачи (полезности) отключения услуги; устанавливается только на стороне нагрузки (потребителя) .
Рисунок 3. Путь тока короткого замыкания без заземляющего проводника оборудования
NEC 250.24(C) требует, чтобы заземленный нейтральный рабочий проводник был установлен и соединен с каждым средством отключения, даже если нейтраль не требуется для получения напряжение, необходимое для электросети помещения. Заземленный нейтральный служебный проводник обеспечивает путь тока короткого замыкания с низким импедансом обратно к источнику (сетевому трансформатору). Если бы не было заземленного нейтрального служебного проводника, заземление между двумя заземляющими электродами (один на трансформаторе общего назначения, а другой на средстве отключения) должно было бы обеспечивать отвод любого тока короткого замыкания от электрической системы помещения обратно в сеть. универсальный трансформатор. Земля обычно является плохим проводником электричества, поэтому ток короткого замыкания может не подняться до достаточно высокого уровня, чтобы разомкнуть устройство перегрузки по току, защищающее цепь.
NEC 250.4 запрещает использование земли в качестве эффективного пути тока замыкания на землю
Заземляющий провод без оборудования
К сожалению, во многих случаях металлические опоры уличных фонарей, расположенных в закрытых или частных поселках по всей стране, не имеют связи с EGC. Эти уличные фонари обычно поставляются с сервисными стойками и не имеют соединений со стороны инженерных сетей. (рис. 3).
Фото 3. Заземляющий провод данного оборудования не был проложен ответвленной цепью к сервисной стойке в кабелепроводе (вверху слева). Уличный фонарь был «заземлен» соединением только с заземляющим стержнем (нижний правый кабелепровод) в нарушение NEC 250.4
В двух задокументированных случаях подрядчики по электроснабжению, которые устанавливали системы уличного освещения, даже не знали, что EGC требуются в трубопроводах из ПВХ. В течение многих лет подрядчики привыкли устанавливать эти системы на коммунальной стороне службы, где нет EGC.
Когда подрядчики перешли к установке на стороне клиента службы, они не знали, что требуется EGC. Монтажники посчитали, что заземляющий электрод (заземляющий стержень), установленный в распределительной коробке на площадке рядом с уличными фонарями и соединенный с ними, решит любую проблему (фото 3).
Даже крупный общенациональный строитель-девелопер должен был быть убежден в необходимости EGC. В некоторых районах EGC был установлен в системе трубопроводов из ПВХ, но он никогда не был подключен к основанию фонарного столба или светильнику (ам) наверху столба. Поскольку разработки были частными, проверка и сертификация установленных электрических систем уличного освещения были обязанностью инженера застройщика. Но проверка квалифицированным инспектором-электриком так и не была проведена. К сожалению, такие ситуации случаются слишком часто.
Фото 4. Показанные здесь светильники для парковки питались от ответвленных цепей со стороны нагрузки, которые не включали заземляющий провод оборудования.
Установщики думали, что заземляющий стержень, установленный рядом с каждым столбом, решит проблему.
Общественные парковки для больших супермаркетов также не застрахованы от этой проблемы. Недавняя окончательная проверка в одном месте показала, что ответвленный EGC не был установлен в трубопроводах из ПВХ, по которым поставлялись несколько десятков 40-футовых светильников для парковки для крупного общенационального розничного магазина. Освещение парковки для этого магазина было спроектировано и установлено под юрисдикцией NEC и питалась по ответвленным цепям от постамента учета (фото 4).
Почему установщики не включили ЭГК в светильники? Как и в случае с частными сообществами, они были сбиты с толку разницей в требованиях к заземлению между цепями на стороне нагрузки и на стороне питания электрических служб. Монтажники также посчитали, что при установке заземляющего электрода (заземлителя) на каждом полюсе не будет необходимости в ЭГК.
Вспомогательные заземляющие электроды допускаются по NEC 250.54, но в этом разделе разъясняется, что электрод должен быть соединен с EGC, а земля не должна использоваться в качестве эффективного пути для тока замыкания на землю.
При обнаружении таких недостатков их необходимо устранить, установив отсутствующие ЭГК в кабельные каналы из ПВХ и подсоединив их к наконечнику заземления основания фонарного столба и светильнику(ам) наверху столба, а также подтвердив подключение основной соединительной перемычки в сервисные тумбы.
А как насчет вашего сообщества?
Есть ли в вашем районе уличные фонари, получающие электропитание от постаментов обслуживания? Были ли опоры и цепи уличного освещения проверены обученными и квалифицированными инспекторами?
Ситуации, подобные описанным здесь, доказывают необходимость и важность наличия обученных электромонтажников и инспекторов. Мы никогда не можем расслабляться и забывать основы безопасности электроустановок.