Автономное питание для антенны с усилителем от солнечной батареи

Что можно запитать от 100Вт солнечной панели Комментировать

Что может работать от одной 100Вт солнечной панели? Этот вопрос мы часто слышим от новичков в мире солнечной энергетики и от тех, кто только собирается в неё погрузиться.
Обычно, когда мы проектируем солнечную электростанцию, то мы начинаем со списка электроприборов, которые должны работать от солнечной электростанции, т.е. составляем список нагрузок. Исходя из этого подбирается количество и мощность солнечных панелей, а также сопутствующее оборудование. Сейчас мы будем действовать от обратного. Посмотрим что мы сможем запитать от одной солнечной панели мощностью 100 ватт.

“100Вт” ≠ 100Вт

Когда мы говорим, что солнечная панель имеет мощность 100Вт, то такую мощность она выдаёт при интенсивности солнечного излучения 1000Вт/м². Обычно такая интенсивность бывает летом в ясную погоду, когда солнце находится в зените. Естественно, производители не бегают каждый раз на улицу с солнечной панелью, они тестируют их мощность при определённых лабораторных условиях – STC (Standart Test Conditions) или так называемых “стандартных тестовых условиях”. Эти условия следующие:

  • интенсивность солнечного излучения 1000 Вт/м²
  • температура воздуха 25°С
  • солнечные лучи падают перпендикулярно на солнечную панель
  • скорость ветра равна нулю
  • масса воздуха 1.5
  • некоторые другие критерии

Таким образом, реальная выходная мощность солнечных панелей может варьироваться в зависимости внешних погодных условий. При расчётах обычно мы занижаем мощность солнечных панелей, основываясь на разнице между лабораторными испытаниями и вашей реальной установкой.
Если 12В солнечная панель имеет мощность 100Вт, то имеется ввиду мгновенная мощность. Если проведём измерения при условиях STC, то мы должны получить выходное напряжение

18В и ток 5.55А. Мощность – это произведение напряжения на ток (P=V*I), поэтому 18В·5.55А = 100Вт.

Здесь даже можно провести небольшую аналогию с автомобилем, мощность – это как скорость автомобиля. Если автомобиль едет с постоянной скоростью 100км/ч, то за 1 час он проедет 100км. Тоже самое с солнечной панелью. Чтобы определить какое количество энергии будет произведено за определённое время, нужно количество ватт умножить на количество часов. Например, за 1 час будет сгенерирован 100Вт x 1ч = 100ватт·часов = 100Вт·ч .

Если рассмотреть всё это на конкретной солнечной панели, то можно взять солнечную панель Delta SM 100-12P оптимальное рабочее напряжение 18.1В (Ump) и оптимальный рабочий ток 5.52А. 18.1В х 5.52А = 99.91Вт (100Вт) .

Что можно записать от 100Вт солнечной панели?

Теперь нам нужно выяснить, сколько часов нужно подставлять в уравнение, чтобы определить, сколько энергии будет генерироваться солнечной панелью за день. А сколько часов реального солнечного излучения равносильно стандартным тестовым условиям? Как мы отметили выше, интенсивность солнечного излучения близка или идентичная тестовым, в полдень, когда солнце находится в зените, т.е в период 12.00-13.00.

Сколько часов солнечная панель будет подвергаться солнечному излучению в течение дня?

Интенсивность солнечного излучения в течение дня

Количество часов солнечного света, равное полудню, называется инсоляцией или эффективным солнечным часом (ESH, Effective Solar Hours).
Вы прекрасно знаете, что несмотря на то, что солнце встаёт в 8 утра, оно не такое яркое как в полдень. Поэтому, если продолжительность солнечного дня составляет 10-12 часов, то нельзя просто умножить 100Вт х 10часов (или на 12). Так, между 8 и 9 утра интенсивность солнца приблизительно наполовину меньше, чем в полдень. Поэтому 1 утренний час приблизительной равен половине эффективного солнечного часа. Кроме того, зимой световой день значительно короче чем летом, еще и интенсивность излучения слабее – т.е. количество эффективных солнечных часов в течение года сильно варьируется.

Влияние местоположения на выработку энергии

Ваше местоположение также определяет количество эффективных солнечных часов. Например, для Казани количество эффективных солнечных часов составляет 3.5ч, для Москвы 3ч., для Краснодара 3.7ч – это усреднённые значения в день в течение года по данным с сайта NREL PVWatts Calculator.

Что можно запитать от 100Вт солнечной панели

Расчёт в PVWatts Calculator для Казани

Учитываем использование в течение года

Возвращаясь к рассматриваемому вопросу о том, что можно запитать от 100Вт панели, теперь нужно рассмотреть будут ли вы её использовать круглый год или только в определённый период, например, в период весна-осень. Если вы хотите использовать в течение всего года, то нужно рассмотреть самый худший вариант, т.е. самый худший месяц в году с точки зрения солнечной энергетики.

Для этого можно воспользоваться еще один полезным сервисом, он чем-то похож на NREL PVWatts Calculator, но здесь сразу отображается оптимальный угол наклона солнечных панелей для вашего местоположения. Данный сервис полностью на английском языке, но там всё интуитивно понятно и можно самостоятельно разобраться что к чему за пару минут.

Для начала из выпадающего списка нужно выбрать страну (Russian Federation), затем город (Kazan’) и потом направление солнечных панелей, в нашем случае выбираем юг (Facing directly South).

Что можно запитать от 100Вт солнечной панели

Выбираем страну, город, направление

Далее система предлагает выбрать угол наклона солнечной панели среди нескольких предложенных вариантов:

  • Вертикальная поверхность
  • Оптимальный среднегодовой угол
  • Изменение угла наклона в течение года
  • Максимальная зимняя выработка
  • Максимальная летняя выработка
  • Плоская поверхность

Поскольку мы размещаем одну 100Вт панель, то давайте разместим её под “зимним” углом. Для Казани самый худший месяц году – это декабрь, в котором в среднем за день только 1.41 эффективных солнечных часа. Получается в декабре за один день 100Вт будет вырабатывать 141Вт·ч. Только нужно помнить, что это усреднённое значение для всего месяца, поэтому в какие-то дни выработка будет больше, в какие меньше, а в какие-то может даже будет близко к этому значению, но не каждый день. В среднем, если мы просуммируем выработку за все дни в декабре и разделим на количество дней, то получим значение близкое к 141Вт·ч.

Учитываем потери

Ничто в реально работающей системе не обходится без потерь, поэтому нужно учитывать падение напряжения на проводах, пыль и грязь на поверхности солнечных панелей, потери на контроллере заряда и прочее. Поэтому мы умножим 141Вт·ч х 0,7 = 98.7Вт·ч (30% фактор потерь). Это всё равно, что потерять 1/3 вырабытываемой мощности, но это реальность и от нёё никуда не деться. В итоге в декабре мы получили прибл. 100Вт·ч/день. Что теперь можно сделать с этой мощностью?

Подбираем контроллер заряда и аккумулятора для хранения энергии

Для начала, вырабатываемую энергию нужно где-то хранить, чтобы можно было использовать её позже, когда она понадобится. Для хранения используется аккумуляторная батарея. Перед этим нам нужен контроллер заряда, который регулирует процесс подачей энергии в аккумуляторную батарею глубокого разряда, которую можно заряжать и разряжать на регулярной основе. В качестве контроллера заряда идеально подойдёт EPSOLAR 1012LS – это простой, но надёжный ШИМ-контроллер заряда с номинальным напряжением 12В и и максимальным током заряда до 10А.

Контроллер заряда Epsolar LS 1012EU

Какой ёмкости аккумулятор нужно использовать? Итак у нас есть 100Вт·ч которыми мы заряжаем 12В аккумулятор. Поскольку ватты делённые на вольты равны амперам, то получаем 100Вт·ч : 12В

8А·ч . Несмотря на то, что используем аккумуляторы глубокого разряда, они всё равно не любят разряда более чем на 50% (самый оптимальный вариант – это разряд не более чем на треть). Тогда оптимальный вариант аккумулятора для зимнего времени 8А·ч х 2 = 16А·ч.
Количество энергии, которую может хранить аккумулятор меняется в зависимости от температуры. Так, запасённая энергия при 0°С на 15% меньше, чем при 20°С, поэтому умножаем 16А·ч х 1.15 = 18.4 А·ч .

Подбираем инвертор

Далее нам нужно использовать инвертор, для преобразования постоянного напряжения от аккумулятора в привычные нам 220В. Оптимальный вариант для маленьких система это компактный 300Вт инвертор ИС2-12-300. Возьмём коэффициент потерь на преобразование 5%. Тогда 18.4 А·ч / 0.95 = 19.4 А·ч ., округлим полученное значение до 19А·ч.

ИС2-12-300 Сибконтакт

Рассчитываем время автономной работы

Солнце светит не каждый день, поэтому нам нужно учитывать пасмурные дни, дождь снег. Нам нужно для себя рассчитать в течение какого количество дней без солнца мы хотели бы иметь запас энергии. Это называется днями автономии. Скажем так, нам нужно 2 дня автономии, тогда 19А·ч. х 2 = 38А·ч, получается, совместно с 100Вт солнечной панелью мы должны использовать аккумулятор ёмкостью

40А·ч. Можно чуть больше, можно чуть меньше.

Хорошим выбором является аккумулятор Delta GEL 12-33 – гелевый аккумулятор ёмкостью 33А·ч, оснащён цифровым индикатором напряжения, уровня заряда, а также количества отработанных дней. Под крышкой аккумулятора имеются дополнительный контейнеры со специализированным раствором, долив которого позволяет продлить срок службы батареи на 15-30%. Также не плохим выбором будет AGM аккумулятор ВОСТОК СК-1233 ёмкостью также 33А·ч.

Аккумулятор ВОСТОК СК-1233

Аккумулятор Delta GEL 12-33

Теперь мы можем подумать, что делать с вырабатываемой и запасённой мощностью. Итак, зимой у нас есть 100Вт*ч запасённой мощности. Их хватило бы на:

  • На питание 4-х LED ламп мощностью 5 Вт в течение в часов, или
  • На 2 часа работы ноутбука со средним потреблением 50Вт*ч, или
  • На просмотр в течение

Это всё мы рассчитали для самого “плохого” зимнего месяца, в летнее время выработка энергии будет гораздо больше и соответственно, нужно будет использовать более ёмкий аккумулятор.

Думаем алгоритм расчёта вам понятен и при необходимости вы сможете самостоятельно рассчитать выработку энергии как с другим номиналом солнечной панели, так и для другого времени года.

Добавить комментарий Отменить ответ

Добро пожаловать в блог

Вы попали в блог компании REENERGO. Здесь мы стараемся регулярно публиковать полезные и интересные новости и статьи из области альтернативной энергетики.

Выбор комплекта солнечных батарей для дачи

Как правило, на даче находятся потребители электричества небольшой мощности. К тому же число электрических приборов здесь небольшое и используются они периодически. Если к участку и дачному домику не подведено электричество, то нужно решить проблему энергоснабжения этих приборов. В некоторых случаях выходом из ситуации может стать покупка и установка комплекта солнечных батарей для дачи. Если правильно спроектировать, купить и смонтировать такой комплект, то будет решена проблема питания осветительных приборов, холодильника, электрических инструментов. Солнечные батареи работают бесшумно, не выделяют вредных веществ и электроэнергия, генерируемая ими бесплатна. Срок эксплуатации таких панелей составляет до 30 лет. Но для успешного использования комплекта нужно предварительно прикинуть целесообразность приобретения и учесть ряд параметров при покупке. Стоит также отметить низкий КПД солнечных батарей. Этот материал рассказывает о подобных моментах.

Целесообразность использования солнечных батарей на даче

Как это не прискорбно звучит, ради сохранения окружающей среды на солнечные батареи никто переходить не станет. В первую очередь это делается ради экономии. И комплект солнечных батарей действительно позволяет сэкономить на счетах за электроэнергию. Но окупаемость в этом случае будет не быстрая, и она зависит от ряда факторов. Кроме того, просто купить солнечные панели недостаточно. Ещё как минимум потребуются инвертор для преобразования тока, контроллер заряда, а также аккумуляторы, блок управления, провода, крепёж для панелей. В общем, сумма набегает приличная.

Комплект солнечных батарей для дачи

Сразу стоит отметить, что солнечные панели вне комплекта без аккумуляторов и инвертора бесполезны. Требуется определённый запас мощности для обеспечения питания холодильника, освещения, бытовой техники. По величине около 1,3 кВт. Напрямую включать приборы с высоким энергопотреблением от солнечных панелей нельзя. Для нормальной работы им не хватит напряжения в сети. Поэтому нужна обязательная аккумуляция энергии.

Организация питания от солнечных батарей на даче

Организация питания от солнечных батарей на даче

Из чего состоит комплект солнечных панелей для дачи?

Итак, что входит в стандартный комплект солнечных батарей для дачи?

  • Солнечные панели. Количество может быть разным в зависимости от задач. Соединение делают как последовательное, так и параллельное. Это зависит от того, какое напряжение требуется на инверторе;
  • Контроллер заряда. Он последовательно включается в цепь между аккумуляторами и солнечными панели. Его роль заключается в обеспечении стабильного напряжения на инверторе;
  • Инвертор. Служит для преобразования тока. Его подключают параллельно к аккумуляторам;
  • Аккумуляторы;
  • Провода, разъёмы и другие вспомогательные детали.

Фотоэлектрические панели

  • тип фотоэлементов и их количество;
  • интенсивность и угол падения солнечных лучей;
  • температура модулей при эксплуатации.

Когда рассчитывают и покупают комплект солнечных батарей, обычно опираются на средний показатель потребления электричества в сутки. А также в расчёт берётся снижение мощности, вырабатываемой панелями, в течение нескольких дней. Это уже зависит от климата в конкретном регионе. Для выработки 1 киловатта, как правило, требуется комплект, производительность которого не меньше 200 ватт. Если планируется обеспечить полностью автономное электроснабжение дома, то производительность должна быть не менее 600 ватт. Напряжение, подаваемое на вход инвертора, может быть 12 или 24 вольта. А на его выходе уже 220 вольт.

В уходе фотоэлектрические панели неприхотливы. Периодически их следует очищать от пыли. Что касается снега, то тут можно встретить разные мнения. Некоторые говорят, что снег с поверхности панелей сползает сам и не мешает поглощению энергии солнца. Другие специалисты советуют устанавливать крепления для панелей, которые позволяют при необходимости ставить их в вертикальное положение. Вообще, крайне желательно иметь возможность смены угла наклона солнечных панелей.

Характеристики, особенности и выбор комплекта для дачи

Какие есть разновидности солнечных панелей?

На рынке можно найти много разновидностей фотоэлементов, применяемых в системах электрификации на даче. Для этих задач подходят следующие разновидности панелей:

  • Монокристаллические. Имеют самую высокую стоимость. Их КПД составляет 15─20 процентов. С помощью таких панелей можно максимально эффективно использовать площадь, получая максимум мощности;
  • Поликристаллические. Они дешевле монокристаллических примерно на 15─20% Их площадь на четверть больше первых. Соответственно места для их установки потребуется больше при равной мощности. Сами модули – это прямоугольные фотоэлементы, соединённые последовательно. КПД этого вида панелей 12─15%;
  • Аморфный кремний. Такие панели дешевле предыдущего вида на 15 процентов. В этом случае фотоэлементы закрепляются на гибкую основу. КПД получается низкий (около 7 процентов). Такие панели неплохо поглощают рассеянный свет и частично инфракрасное излучение. Специалисты рекомендуют устанавливать их в регионах с высокой облачностью. Благодаря гибкой основе упрощается их монтаж. Но они служат значительно меньше монокристаллических и поликристаллических панелей.

Выбор мощности

При выборе мощности комплекта солнечных панелей для дачи следует учесть количество потребителей энергии, а также периодичность и продолжительность их использования. Есть специальные справочные таблицы по инсоляции, где можно узнать мощность излучения солнца по месяцам для различных регионов. Данные там приводятся в кВтч на квадратный метр и зависят они от погоды, продолжительности светового дня.

Выбор мощности солнечных панелей

  • Значение инсоляции для вашего региона (худший месяц в году) умножается на КПД солнечного модуля. В результате вы получите максимальную месячную генерацию с одного квадратного метра панелей. Далее нужно разделить планируемые затраты электрической энергии на это значение. У вас получиться общая площадь панелей, которая требуется для удовлетворения ваших нужд;
  • Второй метод вычисления предполагает деление предполагаемых затрат электричества на величину инсоляции из таблиц (худший месяц). Получится минимальную мощность, выраженная в киловаттах. К полученному значению добавляется 20 процентов, чтобы учесть потери на оборудовании. Чтобы быть полностью уверенным в обеспечении электроэнергией, прибавьте ещё 25 процентов.

Установка солнечных панелей

Есть 2 варианта сборки панелей. Первый вариант подразумевает самостоятельную сборку фотоэлектрических элементов. Они приклеиваются на ровную поверхность и соединяются последовательно. Далее они помещаются в алюминиевую рамку и делается защита из стекла или другого прозрачного материала. Конструкция должна быть полностью герметичной, поскольку работать модуль будет на улице. В результате модуль обходится вам дешевле, но защита от перегрева или повреждения у кустарных модулей хуже, чем у фабричных. Второй вариант – это покупка готовых собранных модулей.

Фотоэлектрические элементы

Чтобы получить максимальный эффект, панели из комплекта солнечных батарей устанавливаются на крыши с южной стороны. Учтите, что для поглощения более-менее приличного количества солнечной энергии, следует устанавливать от 2 модулей. Монтировать их следует с разницей в 5 градусов. Рекомендуемый угол равен вашей географической широте. При этом в весеннее время он уменьшается на 15, а осенью увеличивается на 15 градусов. Для этого желательно иметь возможность регулировки угла наклона панелей.

Цена комплекта для дачи

Что касается цен на комплекты и отдельные панели, то они сильно разняться. Многое зависит от производителя, качества исполнения, мощность, разновидности панели и её КПД.

В среднем монокристаллические кремниевые модули мощностью 40─60 ватт и напряжением 12 вольт имеют цену около 5─7 тысяч рублей. Речь идёт о российских или китайских производителях. Поликристаллический модуль с напряжением 24 вольта и мощностью 260 ватт обойдётся в 17─18 тысяч рублей.

Полностью комплект для дачи 800 ватт, включающий две панели и 2 аккумулятора, стоит в среднем около 70 тысяч рублей. А если вы собираетесь купить автономную солнечную электростанцию, то образцы мощностью 1800 ватт стоят от 160 тысяч рублей.

Отзывы пользователей

В интернете есть довольно много отзывов владельцев таких комплектов для дачи. Часто их покупают те владельцы дачных участков, где не подведено электричество. Хотя их используют не только на дачах, но и в частных домах, где живут постоянно. Есть также положительные отзывы от тех людей, кто устанавливает комплекты солнечных батарей на дачах, подключённых к электросети. Такие владельцы комплектов говорят о том, что они позволяют им существенно экономить на оплате счетов за электричество.

Судя по отзывам, люди покупают на дачу комплекты с двумя или четырьмя модулями мощностью по 200 ватт. Есть те, кто самостоятельно собирает модули, да и в целом всю систему из отдельных комплектующих. Для этого, конечно, потребуются навыки обращения с паяльником и другими инструментами. Время на это также уйдёт немало. Зато так можно существенно сэкономить. Одни только солнечные модули обойдутся в 2─3 раза дешевле, чем готовые. Если вы не стеснены в средствах, то лучше брать готовый комплект. Тогда не возникнет проблем с монтажом.

Использование солнечных панелей без аккумулятора

Солнечные батареи без аккумулятора

С появлением солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электрическую стала рассматриваться возможность использовать солнечные панели без аккумулятора. Все дело в том, что АКБ влекут дополнительные затраты. Будет ли выгодным отказ от их использования – рассмотрим ниже.

Зачем отказываться от аккумуляторов

Система, в которую включен АКБ, обеспечивает непрерывную подачу энергии. Будет ли подача действовать всю ночь – зависит от ёмкости и вместительности аккумулятора. Преимущество солнечной системы с АКБ – непрерывная подача энергии в рамках доступного резерва.

В то же время она обладает следующими недостатками:

  • высокая стоимость АКБ (от 11 000 р.) и стабильный рост цены аккумуляторов;
  • снижается КПД системы, т.к. энергия теряется при заряде-разряде батареи;
  • короткий срок службы аккумуляторов (при большой нагрузке – 1-2 года);
  • необходимость замены аккумуляторов влечет дополнительные расходы;
  • утилизация АКБ доступна не в каждом регионе.

Солнечная панель с батареей

Можно ли использовать солнечные панели без аккумулятора

Да, но важно понимать, что солнечные батареи без аккумулятора работают только тогда, когда светит Солнце. Ночью и во время облачности энергия от них перестанет поступать.

Солнечные системы без использования аккумуляторов актуальны как резервный источник энергии. При хороших погодных условиях он может стать постоянным. Возможность включения его в цепь с центральным электроснабжением обеспечит непрерывную подачу энергии с ощутимой экономией средств.

Отказ от аккумуляторов целесообразен только, если солнечная система будет работать в связке с центральным электроснабжением. Это возможно при использовании сетевой солнечной электростанции.

По сравнению с аккумуляторными, солнечные панели без использования аккумуляторов обладают следующими преимуществами:

  • низкая стоимость установки;
  • меньше компонентов для обслуживания;
  • экономия на счетах за электроэнергию;
  • экологически чистое производство энергии.

Солнечная система без АКБ

В первую очередь, обдумывая такой вариант необходимо определиться со следующими параметрами:

  • частота перебоев электроснабжения (внезапные отключения электричества);
  • влияние таких перебоев на вашу деятельность.

Если перебои с электроэнергией происходят часто, и они критичны (например, к компьютеру не подключен аппарат бесперебойного питания), солнечные панели без АКБ не подойдут.

А можно ли обойтись без инвертора?

Такой подход сомнителен и может работать только в частных случаях. Как минимум, из-за того, что в этом случае на розетках будет постоянный ток, а большинство электроприборов рассчитано на работу с переменным.

Тем не менее, обратите внимание на видео ниже. Авторы смогли запитать кофеварку с ТЭНом и устройства с блоками питания.

Где выгодно использовать солнечные панели без аккумулятора

Использование солнечных батарей без АКБ подойдет в том случае, если этот источник питания не является единственным. И настроено автоматическое переключение с одного на другой, причем для экономии на счетах приоритетным должен быть солнечный источник. В этом случае, когда Солнце будет заходить за облака, или наступит ночь, электропитание пойдет от другого поставщика (например, центральное электроснабжение). А в ясные дни можно пользоваться солнечной энергией и без АКБ.

Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам

Василий Боруцкий

Автономные системы электроснабжения загородных объектов позволяют жить в комфорте даже вдалеке от централизованных коммуникаций. Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на использовании энергии солнца.

Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.

Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.

Схема устройства солнечной электростанции

Рассмотрим, как устроена и работает гелиосистема для загородного дома. Главное ее назначение – преобразовать энергию солнца в электричество 220 В, которое является основным источником питания для домашних электроприборов.

Основные части, из которых состоит СЭС:

  1. Батареи (панели), преобразующие солнечное излучение в ток постоянного напряжения.
  2. Контроллер, регулирующий заряд АКБ.
  3. Блок аккумуляторных батарей.
  4. Инвертор, преобразующий напряжение АКБ в 220 В.

Конструкция батареи продумана таким образом, что позволяет оборудованию функционировать в различных погодных условиях, при температуре от -35ºС до +80ºС.

Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии – в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. В пасмурную эффективность работы резко снижается.

Гелиосистема на крыше

Вес одной батареи на 300 Вт равен 20 кг. Чаще всего панели монтируют на крышу, фасад или специальные стойки, установленные рядом с домом. Необходимые условия: разворот плоскости в сторону солнца и оптимальный наклон (в среднем 45° к поверхности земли), обеспечивающий перпендикулярное падение солнечных лучей.

При возможности устанавливают трекер, отслеживающий движение солнца и регулирующий положение панелей.

Схема устройства солнечной батареи

Контроллер выполняет насколько функций. Кроме основной – автоматической регулировки заряда АКБ, контроллер регулирует подачу энергии от солнечных батарей, предохраняя тем самым аккумулятор от полной разрядки.

При полном заряде контроллер автоматически отключает АКБ от системы. Современные устройства оборудованы панелью управления с дисплеем, показывающим напряжение батарей.

Для самодельных гелиосистем лучшим выбором являются гелевые аккумуляторы, отличающиеся сроком бесперебойного функционирования 10-12 лет. После 10-летней работы их емкость уменьшается примерно на 15-25 %. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

Функционирование СЭС зимой

Задача инвертеров – преобразовывать постоянное напряжение от АКБ в переменное напряжение 220 В. Они отличаются такими техническими характеристиками, как мощность и качество получаемого напряжения. Синусовое оборудование способно обслуживать наиболее «капризные» к качеству тока приборы – компрессоры, бытовую электронику.

Обзор бытовой СЭС:

Стоит знать, что бытовые электростанции способны обслуживать постоянно работающий холодильник, периодически запускаемый погружной насос, телевизор, систему освещения. Чтобы обеспечить энергией функционирование котла или даже микроволновки, потребуется более мощное и очень дорогое оборудование.

Простейшая схема солнечной электростанции

Существуют и другие, более сложные схемы сборки солнечных электростанций, однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.

Шаги подключения батарей к оборудованию СЭС

Подключение происходит поэтапно, обычно в следующем порядке: сначала соединяют контроллер с аккумулятором, затем контроллер с солнечными панелями, затем аккумулятор с инвертором, и уже в последнюю очередь делают разводку по потребителям.

Этап #1: подключение к аккумулятору

Аккумуляторы занимают в сети четко определенное место. Они подключены к солнечным панелям не напрямую, а через контроллер, который регулирует их загрузку/разгрузку. С другой стороны аккумуляторный блок подсоединяют к инвертору, преобразующему ток.

Таким образом, схема подключения солнечных батарей к аккумулятору выглядит так:

  • производим соединение аккумулятор/контроллер (затем контроллер/солнечные батареи);
  • соединяем аккумулятор и инвертор.

Возможны и другие варианты подключения, но данный является оптимальным, так как аккумулятор сохраняет незатраченную энергию, а при необходимости отдает ее потребителям.

Недорогая солнечная электростанция

Если одного аккумулятора недостаточно, приобретают несколько батарей с одинаковыми характеристиками. Их устанавливают в одном месте и подключают последовательно.

Для удобства использования и обслуживания блоки устанавливают на металлическом стеллаже с полимерным покрытием.

Гелевый аккумулятор Дельта

Рассмотрим, как аккумулятор подключается к контроллеру и инвертору.

Следующий шаг – подключение контроллера к солнечным панелям, а аккумуляторного блока – к инвертору.

Этап #2: подключение к контроллеру

Рассмотрим вариант, который часто используют на практике владельцы загородных домов. Они заказывают недорогое оборудование производства КНР на одной из интернет-площадок.

Бюджетный контроллер для солнечной системы

Подключение происходит в следующем порядке:

  • Сначала к контроллеру подключают блок аккумуляторных батарей. Это производится намеренно, чтобы проверить, как прибор выявит номинальное напряжение сети (стандартные значения – 12 В, 24 В). При соединении с АКБ используют первую пару клемм.
  • Затем присоединяют непосредственно солнечные панели, используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера – вторую пару клемм.
  • В последнюю очередь устанавливают оборудование для ночного освещения – именно для этого и предназначена третья пара клемм. Кроме низковольтного освещения, которое действует исключительно после наступления темноты и запитывается от АКБ, другое оборудование использовать нельзя.

При любом виде подключения необходимо следить за полярностью.

Несоблюдение полярности приводит к мгновенной поломке контроллера, а также выходу из строя деталей солнечных панелей.

Схема подключения контроллера

Контроллер и АКБ постоянно взаимодействуют. Например, во время пиковых нагрузок АКБ представляет собой буфер, осуществляющий защиту контроллера от выхода из строя.

Эти два прибора, как и остальные элементы системы, нельзя рассматривать по отдельности. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается.

Пошаговая инструкция по подключению солнечных панелей к контроллеру

После подключения контроллера к аккумулятору и панелям присоединяем инвертор и, при необходимости, низковольтные осветительные приборы.

Этап #3: подключение к инвертору

Инвертор необходимо включать в систему, если приборы в доме работают от 220 В. Но бывают исключения, когда солнечные батареи устанавливают для системы 12 В, в этом случае инвертор не нужен.

Схема установки инвертора

Приобретается прибор так же, как и остальные части гелиосистемы: в составе комплекта СЭС или отдельно.

Порядок действий при подключении инвертора к аккумулятору:

Если вы ранее не занимались установкой солнечных электростанций, рекомендуем приобретать не отдельные приборы, а систему в комплекте.

Преимущество готовой для монтажа системы – в соответствии параметров оборудования (правильно подобранные по мощности аккумуляторы, необходимое количество солнечных панелей, набор проводов для быстрого подключения).

Логично, что совместимые по емкости, напряжению и мощности приборы будут намного эффективнее преобразовывать солнечную энергию и обеспечивать дом электричеством. Фактически бесплатную “зеленую энергию” можно использовать с системах отопления, энергоснабжения бытовых устройств.

Выводы и полезное видео по теме

Владельцы загородного жилья уже давно оценили достоинства альтернативной энергии и активно используют СЭС в качестве постоянного или резервного источника. Полезные рекомендации от пользователей солнечных электростанций помогут вам с монтажом собственной системы.

Видео #1. Пошаговый инструктаж по сборке и подключению:

Видео #2. Разбор нередко встречающихся ошибок при выборе и установке оборудования:

Видео #3. Обзор одного из вариантов домашней установки:

Использование альтернативной энергии для нужд человечества – это действительно большой технологический скачок. Сегодня каждый домовладелец может самостоятельно собрать и подключить солнечную электростанцию, питающую дом электричеством. С учетом окупаемости и экологической чистоты это практичное и результативное решение.

Хотите рассказать о том, как собрали небольшую солнечную электростанцию собственными руками? Есть интересные факты и полезные сведения по теме статьи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, мнением и тематическими фотоснимками.

Солнечная батарея для автодома. Эффективно или нет?

Солнечная батарея — это объединение ячеек с полупроводниками (чаще всего кристаллы кремния), преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечная панель — готовый продукт. А именно — определенное количество этих ячеек, соединенных между собой, базирующихся на твердой или гибкой основе заданного размера. Чем больше ячеек в панели, тем большего она размера, тем мощнее ее характеристики.

Эффективно ли это в наших широтах

Да. Эффективность солнечной батареи зависит от интенсивности солнечных лучшей и от правильного угла падения этих лучей на панель (в идеале угол должен быть прямым). Но даже в условиях облачности, а так же при горизонтальном плоскостном базировании, ячейки все равно вырабатывают зарядный ток, пусть и с меньшей эффективностью.

Типы солнечной батареи

По структуре кристаллов в ячейках солнечные панели разделяются на поликристаллические и монокристаллические. Различия в разной технологии производства. На практике существует множество споров, что лучше. Самое распространенное мнение — монокристалл работает лучше в ясную погоду, но почти полностью бездействует в пасмурную. Поликристалл работает хуже, чем монокристалл в ясную погоду, но выдают пусть и слабый, но зарядный ток даже в пасмурную погоду.

По строению солнечные панели разделяются на гибкие и твердые. В первом случае кристаллы кремния в ячейках сделаны более гибкими, что позволяет размещать панель на кривых формах. Гибкость такой панели все же значительно уступает листу бумаги, поэтому позиционировать ее можно только на изгибах с плавным, не большим углом или закруглением. Такие панели заметно легче, по сравнению с твердыми.

Твердые панели выполнены в раме из анодированного алюминия, сверху закрытые закаленным стеклом и полимерной пленкой. Такие панели имеют куда большую прочность и долговечность, лучше охлаждаются и стоят дешевле.

Позиционирование солнечной батареи

В идеале угол наклона панели к солнечным лучам должен примерно соответствовать широте места базирования. Для Москвы — 53°. Более эффективным будет менять угол 2 раза в год на 15° (в большую сторону для зимы, это позволит панели самоочищаться от снега, в меньшую для лета).

В реальности, крыша на автодомах и караванах плоская, поднимать и опускать панели каждый раз во время стоянки не каждому захочется. Горизонтальная позиция допустима, но при этом пропадает полезное рабочее время утром и вечером, когда солнечные лучи «соскальзывают» с панели и не преобразуется в достаточном количестве в электричество. Устранить этот недостаток можно либо большим числом панелей либо меньшим числом потреблением электроэнергии.

Контроллер. Это зачем?

Напряжение и зарядный ток на солнечной панели меняются в зависимости от интенсивности солнечного освещения. Контроллер выравнивает напряжение на выходе до «зарядного», прерывает заряд, избегая «перезаряд» аккумулятора, заново подключает «заряд» при «разряде» аккумулятора, отключает потребителей при критическом «разряде» аккумулятора. Существует 2 типа контроллеров: ШИМ (PWM) и MPPT. Отличаются они разными технологиями заряда. Если у вас одна или две солнечные панели, нужно использовать PWM контроллер, панели подключаем параллельно. Если число панелей более трех, эффективнее будет использовать MPPT контроллер, подключение панелей последовательное.

Монтаж на крышу

Гибкую панель можно сразу монтировать на клей-герметик. Для монтажа твердой панели используют специальный аэродинамичный крепеж, обеспечивающий просвет (около 10 мм) между рамой панели и крышей автодома для лучшего охлаждения (солнечная панель в процессе работы сильно нагревается и для поддержания рабочих показателей нуждается в вентиляции). Алюминиевый уголок из ближайшего строительного магазина так же станет отличным крепежом, пусть и не столь эстетичным. Рама панели с крепежом соединяются винтами через сверления, крепеж с крышей — через клей-герметик. Обычно это Sikaflex 252i, Sikaflex 552 или Decalin Decaseal 8936. При демонтаже герметик срезается струной. Соединение панелей между собой, а так же проводкой, идущей на контроллер, происходит с помощью специальных клемм. Для герметичной прокладки кабеля сквозь крышу используется пластиковый «проход», который так же монтируется к крыше на клей-герметик.

Аккумулятор

Любая солнечная панель призвана заряжать аккумулятор, а он в свою очередь раздавать электричество потребителям (12В на прямую, 220В через инвертор). Предпочтения следует отдать тяговым свинцово-кислотным аккумуляторам по AGM или GEL технологиям. Такие аккумуляторы выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, герметичны и безопасны. При ограниченном бюджете так же подойдут жидко-кислотные свинцовые аккумуляторы. Для их безопасного использования необходимо обеспечить отвод на улицу вредных кислотных паров, выделяющихся при заряде.

Сколько панелей и аккумуляторов мне нужно в мой автодом?

Главный вопрос, задаваемый каждым караванером. Для ответа на него, необходимо сначала посчитать мощность всех потенциальных потребителей и периодичность их использования за одни сутки. Исходя из этого подобрать количество и емкость аккумуляторов, а так же мощность инвертора (если потребители будут на 220В), после — количество и мощность солнечных панелей (учитывая полезную площадь и рельеф крыши, а так же люки, грибки и антенны, мешающие позиционированию больших панелей). Если этот вопрос вызывает затруднения, можно начать с классического комплекта начинающего караванера: поликристаллическая солнечная панель на 150 Вт, гелиевый аккумулятор 100 А/ч.

Этот набор позволит вам:

  • Пользоваться 12 вольтовым освещение;
  • Использовать насос для воды;
  • Заряжать телефоны, планшеты, ноутбуки;
  • Смотреть небольшой ЖК-телевизор;
  • Пользоваться системой раздува от 12В в вашем газовом отопителе.

В течении светового дня солнечная панель будет заряжать аккумулятор, вечером и ночью вы будите его использовать. Поняв, что мощности панели не хватает, что бы зарядить аккумулятор полностью в течении дня, вы всегда можете добавить еще одну или две панели на 100 Вт/150 Вт, подсоединив их параллельно первой.

Набор для самостоятельной сборки солнечной панели или как потратить много времени (и денег) зимними вечерами.

Приветствую тебя читатель. В обзоре пойдёт речь про эпизод «жёсткого диайваинга», тут всё как мы любим куча веселья, потраченного времени и средств. Результат может быть не сильно впечатляющий, но главное тут это участие т.к. вписываясь в подобные авантюры главная награда это полученный опыт. Милости прошу в обзор.

Прежде чем мне напомнят что «на дворе как бы лето уже» скажу что начинал я всё происходящее в обзоре сильно раньше сегодняшнего дня. Меня посетила одна интересная идея и я решил неспешно её реализовать, хотелось построить часы про которые можно забыть (в смысле совсем не требующие какого-либо обслуживания).

Первым делом ищем донора, т.к. делать всё с нуля как-то не хотелось (спойлер всё-таки пришлось), мне приглянулись дешёвые настенные часики.Ок начало положено. Задача «самодостаточных часов» состоит из 2х частей: точность хода и автономность работы. Могу показаться капитаном очевидностью но часы которые вечно неправильно показывают время либо вообще остановились (села батарейка) нафиг никому не нужны.

Автономность работы можно решить двумя путями: это либо большой запас энергии (настолько большой что можно его считать неиссякаемым), либо система должна «добывать» энергию сама. Учитывая что «большие запасы энергии» это обычно химический источник (батарейка), а у них к сожалению есть срок годности, то будем использовать концепцию восполняемой энергии. Ставка была сделана на энергию солнечного (и не только) света.
Было решено сделать весь циферблат одной большой солнечной панелью. Для этого был заказан набор для сборки.В наборе флюс-маркер, шины для соединения и 50 шт. панелей 52мм*52мм.Панели явно обрезки от больших полноразмерных, ну да ладно для моих нужд подойдёт.Казалось что может быть проще, возьми да спаяй конструкцию есть все детали, но ячейки сделаны из очень тонких пластинок кремния и несмотря на металлический звон при лёгких ударах, это очень хрупкий материал способный раскалываться просто от того что очень сильно смотришь на него.

С горем пополам я собрал маленькую и корявинькую панельку и поместил её в поднос, далее я вырезал несколько кусков стеклоткани из автомагазина и пропитал это всё прозрачной эпоксидной смолой. (естественно я позаботился о выводных клеммах и декоративных ячейках которые не будут вырабатывать электричество)После застывания я нанёс линию реза и уже морально готовил себя к тому что придётся пользоваться дремелем и алмазными кругами (а это кремневая пыль в лёгких и коже, шум и прочие радости). Однако получившийся композит сжалился надомной и вёл себя как очень плотный картон, что позволило порезать его ножницами, обрезки вообще позволяли гнуть себя.Для создания ровной красивой поверхности я взял скотч и сделал бортики проклеив их силиконом с обратной стороны. Не всё было гладко (о косяках расскажу чуть ниже), однако я получил круглую солнечную панель. Теперь мне нужны цифры, мне очень понравились циферки у донора но сидеть и вырезать толстый пластик было не охота.Поэтому я создал силиконовую форму циферблата донора и отлил из подкрашенной эпоксидной смолы цифры и секундные метки + форма будет шаблоном для размещения этого всего на циферблате.Уже что-то похожее на часы. Ну ок, панелька выдаёт достаточно тока для работы часов, но что делать ночью? Очевидно необходимо запасать энергию. Излишки будем отдавать на хранение в ионисторы, однако необходимо выяснить необходимую ёмкость т.к. ионисторы имеют ток саморазряда, чем выше емкость тем выше этот ток. Это значит что если использовать слишком малую ёмкость часы не смогут проработать ночь или протянуть пасмурную неделю когда поступающей энергии будет мало. Если взять слишком большую ёмкость, то даже в самый яркий день ток утечки будет больше чем сможет дать моя панель. Нужны натурные испытания для получения данных и поиска оптимального значения.

Нам необходим часовой механизм к которому будем подбирать емкость ионистора. Теперь поговорим немного о точности хода. Есть два пути: Это либо очень точный ход (который не существует и рано или поздно накопленная ошибка даст о себе знать), либо это работа с синхронизацией. Благо в моём регионе добивает DCF77 (https://ru.wikipedia.org/wiki/DCF77) и периодической синхронизации вполне будет достаточно. Поэтому следующая покупка это механизм с DCF77 и ионисторы разного номинала.
Про механизм, достаточно развитая штука, Есть обратная связь по стрелкам (т.е. он чучтвует когда секундная на 12 и когда минутная и часовая вместе на 12), плавный ход, отключение секундной стрелки ночью и синхронизация несколько раз в сутки (+ автоперевод на зимнее и летнее время что сделает мою поделку бессмысленной, но об этом я конечно же узнал чуть позже)

Установив механизм в донора я начал смотреть сколько часы проработают просто от конденсатора, да можно было бы выяснить потребление часов и пересчитать время работы из ёмкости ионисторов, но есть нюанс при низком напряжении часы могут работать а вот светодиод в обратной связи нет и они начинают просто круги наворачивать. Поэтому только серии экспериментов дадут корректные данные..Иногда часы начинали неправильно показывать время, но вскоре причина была выяснена. Ещё было выяснено что от двух конденсаторов на 100F часы работают месяц.Используя дендрофикальную технологию я собрал прототип и следил за напряжением на ионисторе. Т.к. дело было зимой то это были самые жёсткие условия для системы. Часы находились не под прямым светом, но в комнате с окнами выходящими на южную сторону. Результаты следующие 2-3 солнечных дня могут обеспечить работу на целый месяц. Освещение от искусственного света либо пасмурный день дают работать в 0.
Моя панель собрана последовательно для достижения высокого напряжения даже при низком освещении, но ионисторы рассчитаны на 2,7В поэтому необходимы дополнительные детальки т.к. Солнечная панель в яркий день выдаёт 15В, да и часы не обрадуются напряжению полностью заряженных ионисторов. Я использовал два регулятора напряжения:
3,3В XC6206P332MR+диод для ионистора.
1,5В XC6206P152MR для часов.
Т.к. мы имеем дело с низкими токами то более эффективные DC/DC тут не катят т.к. у них хоть и большой КПД относительно линейных но и собственное потребление значительно выше, что говорить если даже AMS1117 оказывался слишком прожорливым и не давал нормально заряжать ионисторы.
Отработав всю зиму система показала свою жизнеспособность поэтому я создал плату и «докинул» её к одному из проектов.За это с меня немного взяли денег, но да ладно в итог получился аккуратный модуль хранения энергии.Собираем, покрываем лаком и крепим на заднюю часть подсоединяя провода.Готово

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: