Солнечная батарея ток


Как измерить мощность солнечной батареи? © Солнечные.RU

Что нужно для того, чтобы измерить мощность солнечной батареи и не купить, например, батарею мощностью 70 Ватт с маркировкой 100 Ватт? Всего лишь самый дешёвый тестер (мультиметр) и ясная солнечная погода.

 

Способ №1 (самый простой).

Расположите солнечную батарею так, чтобы на ВСЮ её поверхность падал прямой солнечный свет ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности. Необходимо проводить измерения при ясной погоде в середине дня весной-летом, когда Солнце находится максимально высоко над горизонтом (угол Солнца должен быть более 42 градусов над горизонтом).

Измерьте вольтметром напряжение холостого хода (Voc), подключив щупы вольтметра к разъемам солнечной панели.

 

Измерьте амперметром ток короткого замыкания (Isc), подключив щупы амперметра к разъемам панели.

 

Посчитайте мощность по следующей эмпирической формуле: P = Voc * Isc * 0.78, где коэффициент 0,78 — это примерное усреднённое отношение паспортной мощности панели к произведению паспортных Voc и Isc.

Чтобы определить мощность солнечной батареи, у которой в паспорте указано 100 Вт, мы провели измерения напряжения и тока, которые видны на фото выше: Voc = 22.08 Вольт и Isc = 6.37 Ампера. Подставив эти значения в формулу, можно узнать, что её мощность составляет 22.08 * 6.37 * 0.78 = 109.7 Вт.

Конечно, это не точный способ измерения и он даёт погрешность около 10%, но если при таком измерении Вы насчитаете только 70-80 Вт, то стоит задуматься, сколько же Вы реально заплатите за каждый Ватт мощности...

На протяжении многих лет мы неоднократно измеряли ток короткого замыкания солнечных батарей и заметили, что весной-летом при ясном небе в Москве ток обычно лежит в пределах от 95 до 105% от номинала. Самые низкие показания тока (около 70-80% от номинала) наблюдаются зимой и связано это с очень низким углом Солнца над горизонтом и большими потерями солнечной энергии в атмосфере.

Все фото измерений сделаны в Москве, в августе при температуре около 18 градусов в очень ясную погоду, в связи с чем мощность панели превышает свой номинал.

 

Способ №2 (более сложный).

Это более точный способ, дающий погрешность около 5%, но и более сложный, поскольку понадобится MPPT-контроллер с дисплеем и немного разряженный аккумулятор.

Как и в первом способе, нужно расположить солнечную панель так, чтобы на ВСЮ её поверхность падал прямой солнечный свет ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности. Необходимо проводить измерения при ясной погоде в середине дня весной-летом, когда Солнце находится максимально высоко над горизонтом (угол Солнца должен быть более 42 градусов над горизонтом).

Кроме того, нужно подключить MPPT-контроллер к аккумулятору, а затем панель к MPPT-контроллеру.

На дисплее контроллера отображается напряжение солнечной панели (Vmp) и ток (Imp) в точке максимальной мощности.

 

Посчитайте мощность по следующей формуле: P = Vmp * Imp

Как видно на фото, для той же панели мощностью 100 Вт, Vmp = 18 Вольт, Imp = 6.0 Ампер. Следовательно её мощность составляет 18 * 6 = 108 Вт.

Отметим, что показания контроллера могут иметь погрешность и для большей точности лучше ориентироваться не на них, а на показания мультиметра, которым можно измерить ток и напряжение солнечной панели, подключенной к контроллеру.

Если контроллер показывает только ток и напряжение аккумулятора, то для вычисления мощности панели нужно учесть КПД контроллера, который составляет около 95%. В этом случае расчет реальной мощности солнечной панели следует выполнять по формуле: P = Vakb * Iakb / 0.95 , где Vakb — напряжение АКБ, Iakb — ток заряда АКБ.

 

Способ №3 (самый точный).

Абсолютно точный способ — сдать панель в сертифицированную лабораторию, где проведут измерение мощности на специальном оборудовании. Такая лаборатория есть, например, в Зеленограде у компании "Телеком-СТВ".

 

Если при покупке Вам не повезло с погодой, то Вы можете провести измерения дома и если мощность не будет соответствовать заявленной, то можно сдать панель в магазин в течение 14 дней с момента покупки согласно закону о защите прав потребителей.

 

Результатами своих измерений мощности по этой методике Вы можете поделиться на нашем форуме.

 

Смотрите также:

 

Солнечная батарея 5В: описание, подключение, схема, характеристики

Содержание


Обзор солнечной батареи 5В

В процессе эволюции человечество научилось добывать электрическую энергию, используя природные ресурсы. Это могут быть полезные ископаемые (теплоэлектростанции, использующие нефть, уголь или атомные, использующие ядерное топливо), водные ресурсы (гидроэлектростанции), поток ветра (ветроэлектростанции). Солнечные батареи – это набирающий популярность источник дешевого электричества, получаемого из солнечных лучей. Солнечная батарея состоит из фотоэлементов на основе кремния, которые прямо преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток.

К преимуществам солнечных батарей относятся:

  • высокая экологичность;

  • безшумность;

  • доступность;

  • постоянство – если полезные ископаемые могут закончиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит;

  • обширная область использования – могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.

Однако у солнечных батарей есть и недостатки:

Солнечная батарея  5В 1.2 Вт (рис. 1) идеально подходит для зарядки небольших аккумуляторных батарей и питания маломощных устройств. 


Рисунок 1


Технические характеристики

  • Максимальная выходная мощность: 1.2 Вт;

  • Напряжения холостого хода: 5 В;

  • Рабочий ток: 200 мА;

  • Коэффициент полезного действия (КПД) : 17%;

  • Размеры: 70 х 55 х 3 (±0.2) мм;

  • Вес : 17 г.


Пример использования

Перейдем к практическому использованию батареи. Проверяем напряжение холостого хода – 5 В, как и заявлено. Попробуем подключить к батарее светодиод (рис. 2).


Рисунок 2.

Мощность естественно зависит от освещенности. Ток КЗ на окне при ярком солнце 50-70 мА.

Проверим, насколько эффективно можно использовать данные солнечные батареи, точнее нескольких батарей, соединенных параллельно, для зарядки Li-ion аккумулятора 18650.

Список деталей:

  • солнечная батарея  5 В, 1.2 Вт - 4 шт;

  • Li-ion аккумулятор 18650 - 1 шт;

  • Модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 - 1 шт;

По документации рабочий ток 200 мА на одну батарею. Соединим 4 данных солнечных батареи параллельно и проверим ток кз. На окне при ярком солнце 150-220 мА. Для зарядки аккумулятора 18650 будем использовать модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 (рис. 3).


Рисунок 3.

Контроллер заряда TP4056 отключается от аккумулятора при достижении на аккумуляторе заряда в 4.2 В, при заряде сила тока постепенно понижается.

Схема подключения показана на рисунке 4.


Рисунок 4

Собираем схему (рис. 5) и приступаем к испытаниям.

       

Рисунок 5,6,7.

Выставляем устройство на солнце. Пошел процесс зарядки. Об окончании зарядки сигнализирует синий светодиод. Скорость зарядки очень сильно зависит от освещения.

 

Рисунок 8,9.

Контакты OUT+ и OUT- выводим на USB-разъем и можем использовать заряженный аккумулятор, например для зарядки телефона.


Часто задаваемые вопросы FAQ

  1. Батарея выдает недостаточный ток
  • Ток батареи зависит от солнечного освещения, найдите более солнечное место;

  • Объедините несколько батарей, подключив их параллельно.

 


Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи - незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

  • температуры воздуха и самой батареи;
  • правильности подбора сопротивления нагрузки;
  • угла падения солнечных лучей;
  • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
  • мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться , который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. .
  4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

принцип работы панелей, готовые комплекты российского производства для частного дома

Ежеминутно на поверхность нашей планеты попадает много солнечной энергии, без которой жизнь на Земле невозможна. Однако это еще не все, на что она способна, сегодня мы вступаем в эру альтернативных возобновляемых источников энергии, используя активность Солнца, ветра и воды. Крупнейшие солнечные электростанции уже вырабатывают около 1% всей мировой электроэнергии, поэтому будущее за новыми разработками. И этим мы обязаны науке и современным технологиям, благодаря которым это стало возможным.

Устройство панелей

Растущая в цене электроэнергия поневоле заставляет задуматься об экономии. И отличной альтернативой в данном случае считаются природные источники энергии. Оптимальным решение для частного дома является альтернативная электростанция – солнечная батарея.

Изначально может показаться, что вся система солнечной батареи слишком большая, а принцип ее работы невероятно сложен. И чтобы понять, как функционирует солнечная батарея в деле, необходимо детально рассмотреть ее конструкцию.

В действительности гелиосистема устроена довольно просто и состоит из четырех основных элементов.

  • Солнечная батарея – по форме и размерам представляет собой прямоугольную панель с определенным количеством пластинок. В основу солнечной батареи входят полупроводниковые материалы. Миниатюрные преобразователи собираются в модули, а модули – в единую систему гелиоколлектора.
  • Контроллер – выполняет функцию посредника между солнечным модулем и аккумулятором. Он необходим для отслеживания уровня заряда аккумулятора. Его роль крайне важна во всей цепи – контроллер не дает закипать или падать электрическому потенциалу, который необходим для стабильного функционирования всей системы.
  • Инвертор – преобразует постоянный ток солнечного модуля в переменный 220-230 вольт. Гибридный сетевой инвертор может использовать для своей работы как постоянный, так и переменный ток. Но стоит учитывать, что для работы инвертора тоже необходима энергия, и его расход составляет порядка 30% потерь на преобразование. И в пасмурную погоду или в темное время суток вся энергия для работы будет расходоваться из аккумулятора. То есть если аккумулятор разрядится, то инвертор перестанет работать.
  • Аккумулятор – преобразованная в электричество солнечная энергия не всегда используется в доме в полном объеме. Излишки могут накапливаться в аккумуляторе и использоваться в темное время суток и в пасмурную погоду.

Но перед тем как приступить к выбору и установке солнечной батареи на крыше, необходимо разобраться в принципах работы устройства, а также рассчитать рабочие узлы гелиосистемы.

Технические характеристики

Основным элементом каждой солнечной батареи является фотоэлектрический преобразователь.

В массовом производстве используется три типа элементов из кремния.

  • Монокристаллические – искусственно выращенные кремниевые кристаллы нарезаются на тонкие пластины. В основу модуля входит очищенный чистый кремний. Поверхность больше похожа на пчелиные соты или небольшие ячейки, которые соединяются между собой в единую структуру. Готовые маленькие пластинки соединяются между собой сеткой из электроводов. В данном случае процесс производства более трудоемкий и энергозатратный, что отражается на конечной стоимости солнечной батареи. Но монокристаллические элементы обладают большей производительностью, а средний КПД составляет около 24%. Срок службы монокристаллических батарей больше, они прослужат в среднем около 30 лет.
  • Поликристаллические – в основе кремниевый расплав. Такие модули считаются оптимальным решением для жилого частного дачного дома. Несколько кристаллов из кремния объединяются в один фотоэлемент. Поверхность поликристаллической солнечной батареи имеет неоднородную поверхность, из-за чего хуже поглощает свет. И КПД, соответственно, ниже, находится в пределах 20%. Срок службы поликристаллической панели составляет 20-25 лет. Они имеют характерное отличие – темно-синий цвет покрытия. Такие модули дешевле аналогов, что позволяет окупить всю систему примерно за 3 года.
  • Тонкопленочные – имеют гибкую подложку, что позволяет монтировать батарею на любую поверхность с углами и изгибами. Тонкий слой полупроводников наносится методом напыления на поверхность батареи. Такие системы имеют очевидный недостаток – маленький КПД. Производительность в среднем составляет около 10%. То есть для обеспечения энергией дома потребуется в два раза больше тонкопленочных батарей, чем поликристаллических. И срок службы таких панелей меньше других аналогов – в среднем ресурс работы составляет около 20 лет.

Идеально, если солнечные батареи могут полностью обеспечить дом электроэнергией. Но довольно часто энергия Солнца используется для горячего водоснабжения или же для отопления. Но чтобы выполнить любую из этих целей, необходимо высчитать реальную мощность на квадратный метр и необходимое количество модулей. Мощность солнечного модуля зависит от количества солнечных лучей, которые попадают на поверхность батареи. Чтобы правильно сделать выбор, также следует изучить принцип действия домашней мини-электростанции.

Принцип действия

Первый прототип гелиоколлектора, который всем известен еще с прошлого века – это дачный летний душ. Он представлял собой большую емкость, которая окрашивалась в черный цвет, в течение дня вода в ней нагревалась, что позволяло каждому дачнику вечером принимать теплый душ.

Гелиоколлектор – это плоская панель, которая располагается на улице, как правило, на крыше, и способна преобразовывать 90% солнечного излучения в энергию. В дальнейшем энергия отправляется в систему и распределяется на нужды электроснабжения. Но если гелиосистема используется для отопления или горячего водоснабжения, то энергия при помощи маломощного насоса направляется в бак-аккумулятор.

В разное время суток и в разные сезоны уровень освещения меняется. Поэтому для обеспечения бесперебойной поставки энергии в дом солнечная батарея имеет целую систему. Ученые научились управлять таким микрофизическим явлением, как фотоэлектрический эффект. И хотя, на первый взгляд, принцип действия кажется технически сложным, в действительности, принцип действия и схема электрической цепи выглядят очень просто.

Основная задача всей системы заключается в том, чтобы преобразовать энергию солнца и выдать постоянный ток определенной величины.

Плюсы и минусы

Установить солнечные батареи в своем доме может каждый желающий.

К тому же они имеют множество преимуществ.

  • Энергоэффективность – в зависимости от своего вида солнечные батареи имеют разный показатель. Но в среднем КПД составляет от 14 до 30%.
  • Солнечные батареи особенно востребованы на дачных участках. И этому есть два разумных объяснения. Во-первых, дачные участки зачастую находятся вдали от централизованных источников энергоснабжения в районах с малоразвитой инфраструктурой. И во-вторых, преобразование солнечных лучей в энергию особенно актуально именно в разгар дачного сезона – летом.
  • При необходимости мини-электростанцию можно дополнять новыми солнечными батареями для увеличения мощности.
  • Экономия – для южных регионов страны использование солнечной батареи для горячего водоснабжения позволяет сэкономить до 60% энергии в среднем за год: 30% зимой и 100% летом.
  • Подобные системы актуальны не только для частного использования, например, для дома, но и для предприятий, образовательных и медицинских учреждений. В производственном цехе солнечную батарею можно использовать в качестве дополнительного источника тепла для центрального отопления зимой, а летом – для подачи технологической горячей воды.
  • Выгода – заплатить за оборудование необходимо только один раз, впоследствии система не требует никаких вложений и обслуживания.
  • Экологический источник энергии – особенно важный аспект в планетарном плане, потому что запасы энергоносителей на Земле не безграничны.
  • Надежность – в данном случае многое зависит от выбранной модели и правильности установки.

Несмотря на множество плюсов, солнечные батареи имеют один весомы недостаток: их разумнее использовать в регионах с малым числом пасмурных дней в году, а таких на территории России очень ограниченное количество.

Стоит отметить, что система окупается через несколько лет и позволяет владельцу в будущем экономить колоссальные деньги. К примеру исходя из сегодняшних тарифов на электричество и дизель, можно с уверенностью сказать, гелиосистема окупится за 3-4 года в частном загородном коттедже для семьи из 5-7 человек. А при переходе с газа – окупаемость составит до 8-10 лет.

Виды

Сегодня различные виды солнечных батарей набирают все большую популярность. На первый взгляд, может показаться, что все солнечные модули одинаковые: большое количество отдельных маленьких фотоэлементов соединены между собой и закрыты прозрачной пленкой. Но, в действительности, все модули отличаются по мощности, конструкции и размерам. И на данный момент производители поделили гелиосистемы на два основных типа: кремниевые и пленочные.

Для бытовых целей устанавливаются солнечные батареи с фотоэлементами из кремния. Они являются на рынке самыми популярными. Из которых можно также выделить три вида – это поликристаллические, монокристаллические, о них уже было рассказано более подробно в статье, и аморфные, на которых остановимся подробнее.

Аморфные – изготавливаются также на основе кремния, но, кроме того, имеют также и гибкую эластичную структуру. Но производятся не из кристаллов кремния, а из силана – другое название кремневодород. Из особенностей аморфных модулей можно отметить отличную эффективность даже при пасмурной погоде и возможность повторять любую поверхность. Но КПД значительно ниже – всего 5%.

Второй тип солнечных панелей – пленочные, вырабатывается на основе нескольких веществ.

  • Кадмий – такие панели были разработаны еще в 70-х годах прошлого столетия и использовались в космосе. Но на сегодняшний день кадмий применяется также и при производстве промышленных и бытовых солнечных электростанций.
  • Модули на основе полупроводника CIGS – разработаны из селенида меди, индия и представляют собой пленочные панели. Индий также широко используется при производстве жидкокристаллических мониторов.
  • Полимер – также используется при производстве солнечных пленочных модулей. Толщина одной панели около 100 нм, но КПД остается на уровне 5%. Но из плюсов можно отметить, что такие системы имеют доступную цену и не выделяют вредные вещества в атмосферу.

Но также на сегодняшний день на рынке представлены менее громоздкие переносные модели. Они специально разработаны для использования во время активного отдыха. Зачастую такие солнечные батареи используются для подзарядки портативных устройств: небольших гаджетов, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер.

Портативные модули делятся на четыре вида.

  • Маломощные – дают минимальный заряд, которого хватает для подзарядки мобильного телефона.
  • Гибкие – могут сворачиваться в рулон и имеют небольшой вес, благодаря этому и обусловлена большая популярность среди туристов и путешественников.
  • Закрепленные на подложке – имеют значительно больший вес, примерно 7-10 кг и, соответственно, дают больше энергии. Такие модули специально разработаны для использования в дальних автомобильных поездках, а также могут использоваться для частичного автономного снабжения энергией загородного домика.
  • Универсальные – незаменимы в пешем туризме, устройство имеет несколько переходников для одновременного заряда различных устройств, вес может достигать 1,5 кг.

Эффективность работы зимой

Для гелиосистемы морозная погода не играет роли. Главным здесь является количество ясных световых дней. И, к примеру, если использовать солнечную батарею для горячего водоснабжения, даже в зимний период тридцатиградусных морозов можно стабильно иметь в баке воду температурой 40°C – 50°C.

В регионах с резко континентальным климатом и суровой зимой отказаться от центрального отопления не получится. Но можно дополнить систему баками косвенного нагрева, которые позволяют совмещать различные источники тепла с возможностью включения в работу энергии солнца автоматически и по мере необходимости.

А также можно использовать гелиосистему для поддержки отопления в системе «теплый пол». При этом для 100 квадратных метров пола необходимо примерно 8 коллекторов. Но в летнее время такая большая система будет избыточной, разве что можно использовать ее для поддержания температуры в бассейне или сауне.

В зимний период разумнее использовать накопленную за лето энергию. В данном случае необходимо будет дополнительно установить аккумулятор для накопления электрического заряда.

Его роль в системе вполне понятна – аккумулятор позволит запастись электричеством солнечного модуля. И тогда можно будет использовать солнечную энергию в качестве электричества.

Как выбрать?

Установка гелиосистемы на собственном участке обойдется в приличную сумму. Перед тем как приступать к установке солнечной батареи, необходимо определиться с требующейся мощностью для всех приборов. И в первую очередь необходимо вычислить оптимальную пиковую нагрузку в киловаттах и рациональное условно среднее потребление энергии в киловатт/часах для обеспечения нужд дома или участка.

Для рационального использования солнечного электричества необходимо определить:

  • пиковую нагрузку – для ее определения необходимо сложить мощность всех приборов, включенных одновременно;
  • максимум потребляемой мощности – параметр, необходимый для определения категории приборов, которые должны работать в одно время;
  • суточное потребление – определяется умножением индивидуальной мощности отдельно взятого прибора на время, в течение которого он работал;
  • среднесуточное потребление – определяется путем сложения расхода энергии всех электроприборов за одни сутки.

Все эти данные необходимы для комплектации и стабильной последующей работы солнечной батареи. Полученная информация позволит подобрать более подходящие параметры аккумуляторного блока – дорогостоящего элемента солнечной системы.

Для проведения всех расчетов понадобится лист в клетку или, если вы предпочитаете работать на компьютере, то удобнее всего будет использовать файл Excel. Подготовьте шаблон таблицы с 29-ю колонками.

Укажите названия граф по порядку.

  • Название электроприбора, бытовой техники или инструмента – специалисты рекомендуют начинать описывать энергопотребителей с прихожей, а затем двигаться вкруговую по часовой или против часовой стрелки. Если дом имеет более одного этажа, то отправной точкой всех последующих уровней служит лестница. А также укажите уличные электроприборы.
  • Индивидуальная потребляемая мощность.
  • Время суток начиная от 00 и до 23 часов, то есть для этого вам понадобится 24 колонки. В колонках со временем необходимо будет указать два числа в виде дроби: продолжительность работы в течение конкретного часа/ индивидуальную потребляемую мощность.
  • В 27 колонке укажите суммарное время работы электроприбора за сутки.
  • Для 28 колонки необходимо помножить между собой данные из 27 колонки на индивидуально потребляемую мощность.
  • После заполнения таблицы вычисляется итоговая нагрузка каждого прибора на протяжении каждого часа – полученные данные вводятся в 29 колонку.

После заполнения последней колонки определяется среднесуточное потребления. Для этого все данные в последней колонке суммируют. Но в данном расчете не учитывается потребление всей системы гелиоколлектора. Для вычисления этих данных необходимо учитывать вспомогательный коэффициент при итоговых расчетах.

Такой тщательный и кропотливый подсчет позволит получить развернутую спецификацию энергопотребителей с учетом часовых нагрузок. Поскольку солнечная энергия очень дорогая, ее расход необходимо минимизировать и рационально использовать для питания всех приборов. К примеру, если гелиоколлектор будет использоваться в качестве резервного питания дома, то полученные данные позволят исключить энергоемкие приборы от сети до окончательного восстановления основного электроснабжения.

Для постоянного снабжения дома энергией от солнечной батареи при расчетах часовые нагрузки выдвигаются вперед. Потребление электроэнергии необходимо настроить таким образом, чтобы исключить аварийные ситуации при работе системы и выровнять максимальные нагрузки.

В таком случае все максимальные нагрузки должны совпадать с максимальной активностью солнца, то есть попадать на светлое время суток.

На данном графике наглядно показано, как рационально использовать энергию солнца в доме. Первоначальный график показывает, что нагрузка распределялась в течение суток хаотично: среднесуточная почасовая составляла 750 Вт, а показатель потребления – 18 кВт в час. После точных расчетов и грамотного планирования удалось снизить показатель суточного потребления до 12 кВт/час, а среднесуточную почасовую нагрузку до 500 Вт. Данный вариант распределения энергии также подходит и для резервного питания.

Сфера применения

Солнечные батареи являются наиболее выдающимся достижением в области альтернативной энергии. Они выполняют важнейшую функцию для энергосбережения и сохранения благ цивилизации. В летний период на даче солнечные батареи могут использоваться для обеспечения энергией электроприборов и бытовой техники, системы отопления или для горячего водоснабжения.

Туристы и путешественники, как правило, выбирают переносные солнечные батареи для зарядки портативных устройств. Они незаменимы в местах, где отсутствует электропитание.

Подобные устройства можно использовать также и для энергоснабжения квартиры. И если окна вашей квартиры выходят на солнечную сторону, вы можете смело установить солнечные батареи на балконе или фасаде дома, только предварительно необходимо будет получить разрешение управляющей компании или ТСЖ.

Схема подключения

Солнечные батареи можно разместить на крыше дома, неважно, скатной или плоской, а также на балконе, фасаде или даже во дворе. Но также необходимо будет выделить место на чердаке или в подвале для всей остальной системы.

Необходимо соблюдать основные рекомендации специалистов при установке солнечной батареи.

  • Внимательно рассмотрите все элементы солнечной системы перед покупкой на отсутствие повреждений и дефектов. Во время перевозки сохраняйте заводскую упаковку комплекта, чтобы не допустить нарушения целостности экрана.
  • Основные элементы контроля и регулировки солнечных батарей занимают минимум места. Как правило, необходимый минимум включает в себя инвертор, контроллер и АКБ. А также если позволяет климат региона и технические особенности участка, то устройства управления и контроля можно установить на улице. Но лучше для всей системы мини-электростанции выбрать отапливаемое сухое помещение, потому что при снижении окружающей температуры воздуха до -5?C емкость батареи уменьшается вдвое.
  • Солнечные модули, контроллеры и инверторы выпускаются под напряжением 12, 24 и 48 вольт. Большое напряжение позволяет использовать провода с меньшим сечением. Но чем меньше напряжение, к примеру, при 12 В проще заменить вышедшие из строя аккумуляторы. При работе с 24 вольтами понадобится заменять аккумуляторы попарно. А при замене аккумулятора 48 вольт понадобится 4 батареи на одной ветке, что, в свою очередь, опасно и может привести к поражению электрическим током.
  • Для системы солнечной батареи необходимо использовать специальные аккумуляторы с меткой Solar. В идеале все аккумуляторы должны быть от одного производителя и из одной партии.
  • Количество фотоэлементов в одном модуле должно быть от 36 до 72 штук – это оптимальное количество для получения заявленного тока. Не стоит устанавливать сдвоенные модули с количеством фотоэлементов от 72 до 144. Во-первых, их проблематично транспортировать. А во-вторых, они первыми выходят из строя при сильных морозах.
  • Большие модули должны иметь усиленный корпус и дополнительную защиту в виде стекла. Поскольку модули устанавливаются на крыше, на них оказываются большие нагрузки в виде осадков и ветра.
  • Собирать комплект солнечной батарее необходимо на открытой площадке или в просторном помещении.
  • Для установки солнечной батареи на участке необходимо выбрать хорошо освещенное открытое место, на котором не появляется тень от рядом стоящих зданий или деревьев. Отлично для этого подойдет крыша дома или любой другой постройки.
  • Угол наклона солнечных модулей играет большую роль при получении энергии. Поток энергии пропорционален положению солнца. Поэтому стоит заранее предусмотреть возможность изменения угла наклона для крепления при смене сезона, когда положение солнца и направление лучей меняется.

Изготовление в домашних условиях

Комплексная гелиосистема потребует немалого вложения средств. Но все потраченные деньги вернутся в будущем. Срок окупаемости в зависимости от количества модулей и способов использования солнечной энергии будет разниться. Но все же можно уменьшить первоначальные расходы не за счет потери качества, а за счет разумного подхода к выбору компонентов солнечной батареи.

Если вы неограничены в площади установки солнечных модулей, и в вашем распоряжении есть приличное пространство, то на 100 кв. м вы можете установить поликристаллические солнечные батареи. Это позволит сэкономить немалую сумму в семейном бюджете.

Не старайтесь покрыть полностью крышу солнечными батареями. Для начала установите пару модулей и подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Нарастить мощность и увеличить количество модулей можно всегда со временем.

Если вы ограничены в бюджете, то можете отказаться от установки контроллера – это вспомогательный элемент, который необходим для отслеживания уровня заряда батареи. Вместо него, можно дополнительно подсоединить к системе еще один аккумулятор – это позволит избежать перезаряда и увеличит емкость системы. А для контроля заряда можно использовать обычные автомобильные часы, которыми можно измерять напряжение, да и стоят они в разы дешевле.

И один важный совет, замените все лампы накаливания на современные. В идеале использовать светодиодные – у них гораздо меньшее потребление электроэнергии и работают они от 12 В.

Популярные производители и отзывы

При выборе солнечной батареи для дома следует ориентироваться не только на соотношение цена – качество, но и на бренд. Необходимо абсолютно доверять производителю в этом важном вопросе. А чтобы удостовериться в качестве продукции, стоит ознакомиться с техническим паспортом и отзывами.

Зачастую на рынке можно встретить трубчатый вакуумный гелиоколлектор. Такие панели производятся в основном в Китае и теоретически имеют более высокий КПД. Но в зимнее время года на таких изделиях образуется наледь и на поверхности налипает снег. Слой осадков не пропускает солнечные лучи, а жарким летним днем такая система может «закипеть», если ее вовремя не накрыть для защиты от перегрева.

Рассмотрим самые популярные на рынке солнечные батареи.

Sharp

Sharp – бренд японской корпорации, широко известный в сфере производства мощных солнечных батарей. Выпускаемая продукция подвергается тщательным исследованиям и испытаниям. Солнечные модули имеют три слоя, а КПД составляет от 37,9% до 44,4%.

IES

IES – производится в Испании. Главной особенностью продукции считается два слоя модуля и КПД в пределах 32%, что в конечном счете отображается на стоимости. Солнечные панели испанского бренда значительно дешевле японских аналогов, но все же остаются весьма дорогостоящими для использования в частных домах.

Amonix

Amonix – также находится в числе лидеров по производству солнечных батарей для промышленного использования. Эффективность выпускаемой продукции составляет 36%.

Sun Power

Sun Power – солнечные панели американского бренда также входят в рейтинг эффективных систем. КПД популярных моделей составляет 21%.

Телеком-СТВ

«Телеком-СТВ» – панели российского производства (г. Зеленоград) также занимают лидирующие позиции среди производителей. Ассортимент выпускаемой продукции очень широкий. Компания предлагает монокристаллические батареи от 18 до 270 Вт, мультикристаллические – от 5 до 250 Вт, для морского применения – от 16 до 215 Вт, и складные – от 120 до 180 Вт. Эффективность солнечных модулей составляет 20-21%, но при этом стоимость батарей ниже на 30% по сравнению с импортными брендами.

Это лишь малая часть известных производителей солнечных батарей. Но не стоит сбрасывать со счетов и другие отечественные бренды. Так, к примеру, компания Hevel (Чувашия, Россия) выпускает микроморфные тонкопленочные батареи. И как показали исследования, улучшенная панель компании эффективнее улавливает лучи рассеянной энергии. И, что немаловажно, солнечные батареи отечественного производителя имеют привлекательный внешний вид и могут устанавливаться не только на крыше, но и на фасаде здания.

Не рассматривайте для установки дешевые сдвоенные солнечные модули с большим количеством фотоэлементов. Как показывает практика, во время аномальных морозов, которые систематически ударяют по многим регионам страны, именно такие панели первыми выходят из строя. Все дело в том, что тонкая прозрачная пленка, натянутая на поверхность модуля, сжимается на холоде и от большого натяжения отслаивается и рвется. Отчего производительность солнечной батареи падает, что может привезти к скорому выходу из строя.

При выборе подходящей системы необходимо также обратить внимание на то, что мощность гелиосистемы со временем снижается на 10%.

Также сократить ресурс панелей могут:

  • поврежденная пленка на поверхности модуля;
  • замутнение пленки;
  • деформация поверхности.

Не так давно ученые пришли к выводу и доказали возможность запасания тепла в грунте. Что открывает колоссальные перспективы для альтернативной энергии. Избытки летнего тепла можно запасать под землей в грунтовых или водяных аккумуляторах тепла, расположенных на глубине от 2 до 35 метров, и расходовать энергию зимой в качестве отопления или электричества.

Советы по поводу солнечных батарей - в следующем видео.

Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании они могут обеспечить полностью все потребности даже большого дома.

Содержание статьи

Устройство системы электропитания от солнечных батарей

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт  а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью.  Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на  корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.

    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.

    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так

  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.

    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и  т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм2;
    • три батареи — 4,0 мм2;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
    • двух — 4,0 мм2;
    • трех — 6,0 мм2.

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

тестирование батареи ионисторов / Хабр

Привет geektimes.

В предыдущей части рассказывалось о тестировании литиевых батарей для хранения электроэнергии. В одном из комментариев был вопрос об использовании ионисторов для хранения запасенной энергии. Стало интересно проверить, как это работает.

Конечно, параметры ионисторов можно найти в даташите и посчитать все что надо. Но так не интересно, куда интереснее померять самостоятельно. Для этого на ebay была заказана плата с длинным названием 6Pcs Farad Capacitor 2.7V 500F with Protection Board.

Как это работает, подробности под катом.

Чем интересны ионисторы? Это, упрощенно говоря, конденсатор огромной емкости — которая может составлять сотни фарад. В отличие от аккумуляторов, ионисторы обладают следующими преимуществами:

— имеют практически неограниченное количество циклов,
— могут быть разряжены до нуля, не боятся разряда,
— могут работать при отрицательных температурах,
— могут отдавать очень большие токи, в десятки или даже сотни ампер,
— имеют основной компонент — активированный уголь, который является весьма экологически чистым и «возобновляемым» компонентом (если верить Википедии, его получают из кокосовых орехов).

В то же время, у ионисторов есть и недостатки:

— плотность энергии в 10-100 раз меньше чем у аккумуляторов,
— в отличие от аккумуляторов, напряжение при нагрузке падает сразу и линейно,
— высокая цена.

Справедливости ради, технология не такая уж и новая: еще мой старый Palm m105 умел работать от встроенного ионистора 1-2 минуты, пока пользователь менял батарейку. Однако цена на ионисторы большой емкости довольно-таки заметно упала, что позволяет купить их без больших финансовых затрат.

Заряд


Одна из особенностей ионисторов — напряжение каждого элемента не превышает 2.7В. Поэтому для получения больших напряжений, они соединяются в батарею, а чтобы не перезарядить каждый элемент, их оснащают схемой защиты. Принцип полностью аналогичен балансиру в литиевых аккумуляторах — при превышении напряжения, излишки стравливаются на резисторах. Схему защиты хорошо видно на фото сверху. В моем случае батарея состоит из 6 ионисторов, емкостью 500Ф и напряжением 2.7В каждый, таким образом максимальное напряжение батареи составляет около 16В.

Вторая интересная особенность ионисторов — очень малое внутреннее сопротивление. Ионистор может как принимать, так и отдавать токи в десятки ампер (есть познавательное видео на эту тему). В моем случае, при первой попытке зарядить ионистор от блока питания 12Вх8А, провод раскалился докрасна и перегорел. Пришлось достать блок питания с настройкой ограничения тока, тогда процесс заряда пошел нормально. В остальном, заряд ионистора ничем не отличается от заряда конденсатора.

Тестирование


В качестве первого теста, напрямую к ионистору была подключена светодиодная лента. Было интересно проверить возможность использования максимально простого «аварийного» освещения, безо всяких сложных драйверов. Чтобы не испортить светодиоды ленты, ионисторы были заряжены до 12В. Из предыдущих опытов было известно, что потребляемый ток этого куска ленты при 12В составляет 1А.

Результаты на фото:
1) 21:01, старт, напряжение 12В, лента горит в полный накал

2) 21:09, напряжение уже упало до 8.7В

Я думал, что лента вот-вот погаснет, но потребляемый ток явно уменьшился.

3) 21:17, напряжение 7.8В, лента еще светит

4) 21:31, прошло полчаса, но к моему удивлению, лента еще слегка светится, напряжение 7.3В.

Дальше ждать надоело, да и свечением это было назвать сложно. Было решено собрать buck/boost конвертор, способный питать ленту стабилизированным напряжением в 12В. Для этого был подключен step up конвертор на 24В, к выходу которого подключен второй step down конвертор, настроенный на 12В. Как бонус, это позволило зарядить ионисторы полностью до 16В.

Все вместе выглядит так (вечер, в комнате стало темнее, так что на фото лента ярче):

Система действительно работает, и когда напряжение на выходе стало уменьшаться, ионистор был разряжен до 3.8В.

Результат: лента действительно горела без визуального изменения яркости, время полного горения составило 8 минут.

Выводы


Если мерять в долларах на ватт, то за 45$ была куплена батарея, от которой светодиодная лента может гореть 8 минут. Честно говоря, не очень впечатляет, хотя что-то подобное в принципе и ожидалось.

Тем не менее, ионисторы достаточно интересны наличием весьма уникальных особенностей:

— Практически неограниченное число циклов. Представляется интересным сделать аварийное светодиодное освещение от солнечных батарей, с практически вечным сроком службы например для туалета в деревне. С развитием рынка IoT ионисторы могут быть весьма перспективны для питания устройств с малым потреблением.

— Возможность отдавать большие токи и возможность работы при отрицательных температурах.
Это позволяет использовать ионистор как буферный элемент, когда надо быстро отдать большой ток при слабом источнике. В youtube описывались вполне успешные опыты по использованию ионисторов в стартере автомобиля. Применительно к солнечной энергии, еще один интересный пример — кратковременное хранение энергии для работы мощных устройств (дрели, пилы) от солнечной батареи, можно посмотреть здесь:

Видео



— Потенциальная экологичность и простота конструкции ионистора. В youtube есть даже видео по самостоятельному изготовлению суперконденсаторов, правда насколько оно реально, сказать сложно.

С другой стороны, литий-титанатные аккумуляторы имеют практически такие же преимущества — большое количество циклов, возможность работы на морозе и большие отдаваемые токи. Что будет лучше в дальней перспективе, сказать пока сложно, и то и то сейчас скорее экзотика. Скорее всего ниша ионисторов останется весьма узкой, но тем не менее она есть.

Ну и бонус для тех, кто дочитал до сюда: измерение емкости батареи ионисторов при заряде смартфона можно посмотреть на моем видео.

Тестирование батареи ионисторов совместно с солнечной панелью будет описано отдельно.

Продолжение следует.

Объяснение контроллеров заряда

MPPT - Clean Energy Reviews

Контроллер заряда солнечной энергии Размер (A)

Размер контроллера заряда MPPT должен примерно соответствовать размеру солнечной батареи. Простой способ решить это - использовать формулу мощности:

Мощность (Вт) = Напряжение x Ток или (P = V * I)

Если мы знаем общую солнечную мощность в ваттах (Вт) и напряжение батареи. (V), чтобы вычислить максимальный ток (I), мы перестроим его, чтобы вычислить ток (I) в амперах - поэтому мы используем формулу I = P / V.Например: если у нас есть 2 солнечные панели по 200 Вт и аккумулятор на 12 В, то максимальный ток = 400/12 = 33 Ампер. В этом примере мы должны использовать контроллер заряда солнечной батареи MPPT на 35 А или больше.

Также не забудьте принять во внимание различные потери, которые могут достигать 20%. Например, солнечная панель мощностью 200 Вт обычно производит от 160 до 180 Вт на полном солнце из-за различных факторов потерь, включая потери преобразования, пыль, отражение и снижение температуры элемента (см. Температурный коэффициент мощности на солнечной панели спецификации для более подробной информации).Узнайте больше об эффективности солнечных батарей.

Размер солнечной батареи (Вт)

Как уже упоминалось, все контроллеры заряда солнечной энергии рассчитаны на максимальное напряжение (В - В) и максимальный ток заряда (А - А). Максимальное напряжение MPPT определяет, сколько панелей можно подключить (последовательно), а номинальный ток будет определять максимальный ток заряда и, в свою очередь, аккумулятор какого размера можно заряжать.

В качестве основного руководства солнечная батарея должна быть способна генерировать близкий, но не превышающий зарядный ток контроллера, который должен иметь правильный размер, чтобы соответствовать батарее. Например, для батареи 12 В на 200 Ач требуется контроллер заряда солнечной энергии минимум на 20 А и солнечная панель на 250 Вт для выработки энергии, близкой к 20 А. (Используя формулу P / V = ​​I, тогда у нас 250Вт / 12В = 20А). Однако из-за нескольких факторов потерь солнечные панели редко работают на максимальной номинальной мощности, поэтому в этом случае они хорошо подойдут.

.

Все, что вам нужно знать о солнечных зарядных устройствах

Дождь или солнце, мы получаем огромное количество звонков о солнечной энергии каждый день. Мы постараемся ответить на наиболее часто задаваемые вопросы, чтобы сэкономить на телефонном звонке.

Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что солнечная энергия не является панацеей для замены израсходованной энергии. Например, некоторые люди пытаются перезарядить аккумуляторы для троллингового мотора, лодки, дома на колесах, дома, электросамоката, кабины в глуши и т. Д., И они хотят, чтобы это было сделано в очень короткие сроки, обычно всего за несколько дней.Предположим, вы берете разряженный аккумулятор на 100 ампер-часов и заряжаете его 30-ваттной солнечной панелью в идеальных летних условиях освещения. Через неделю аккумулятор будет почти полностью заряжен. Используя этот пример, вы можете увидеть, что для зарядки аккумулятора на 100 ампер-часов за несколько дней потребуется не менее 100 Вт солнечной энергии.

Также имейте в виду, что для получения максимальной номинальной мощности солнечной панели требуется прямой солнечный свет на поверхности панели. Такие условия, как пасмурное небо, тени, неправильный угол установки, экваториальное направление или короткие зимние дни, снизят фактическую мощность солнечной панели ниже номинальных значений.

НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Большинство солнечных зарядных устройств рассчитаны на 12 В постоянного тока, но у нас ограниченная доступность для 24-вольтовых панелей. Обычно, когда требуется напряжение 24 В или больше, солнечные панели могут быть подключены последовательно, или мы можем по специальному заказу солнечные панели, которые предназначены для подачи большего напряжения постоянного тока, такого как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.

КОНТРОЛЛЕРЫ

Каждый раз, когда вы используете панель с номинальной выходной мощностью более 5 Вт, мы рекомендуем использовать солнечный контроллер заряда. На самом деле, контроллер заряда является хорошей идеей для большинства приложений, так как он может обеспечить несколько преимуществ, таких как предотвращение перезарядки, улучшение качества заряда и предотвращение разряда батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия освещения.Некоторые солнечные панели сделаны с предварительно установленными блокирующими диодами, которые предотвращают разрядку батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия света. В большинстве случаев, когда установлена ​​солнечная панель мощностью 6 Вт или больше, настоятельно рекомендуется использовать контроллер зарядного устройства. В двух словах, контроллер заряда от солнечной батареи действует как переключатель включения и выключения, позволяя пропускать энергию, когда она нужна батарее, и отключая ее, когда батарея полностью заряжена. При выборе контроллера следует помнить о том, что они обычно рассчитываются в амперах, а фотоэлектрические панели - в ваттах.Это означает, что контроллер заряда от солнечной батареи, такой как Morning Star SS6L, 6-амперный контроллер, будет работать почти со всеми панелями, которые мы продаем, мощностью до 70 Вт.

НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ВАТТ И АМПЕР

Производители солнечных панелей оценивают мощность солнечной энергии в ваттах. Как показывает практика, мощность в 15 Вт обеспечивает около 3600 кулонов (1 Ач) в час прямого солнечного света. Например, панель Pulse Tech SP-5 может выдавать 0,33 Ач в час прямого солнечного света. Это очень популярная панель для обслуживания одиночных и сдвоенных батарей в режиме ожидания и хранения.

КАК ПОКАЗАТЬ РАЗМЕР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Первое, что нужно помнить о солнечной энергии, это то, что все дело в числах. Требуемая мощность и мощность, которую может выдать панель. Прежде чем вы сможете даже приступить к покупке панели, вам нужно знать, сколько ампер-часов или ватт вам нужно будет выработать за установленный период времени. Эта цифра может измеряться часами или днями. Поскольку в сутках 24 часа, мы предлагаем вам использовать их в качестве базовых показателей. Во-первых, определите общее потребление электроэнергии за этот период времени.Затем подсчитайте количество прямого солнечного света, которое солнечная панель получит за этот период времени, и получите общее количество необходимых ватт-часов. Вы всегда должны проявлять осторожность и переоценивать свои потребности в энергии. Обычно мы видим в среднем 4 часа пригодного для использования солнечного света зимой и 6 часов пригодного для использования солнечного света летом. Конечно, из этих средних значений есть исключения, но осторожность создает более надежную солнечную систему. Эти средние значения также помогают компенсировать такие переменные, как тень, облака, угол наклона панели и т. Д.Как только вы разберетесь с потребностями в электроэнергии, я предлагаю вам перейти к нашему солнечному калькулятору.

УСЛОВИЯ ВЫХОДА

Параметры солнечных панелей рассчитываются при ярком прямом солнечном свете. Такие условия, как непрямой солнечный свет, пасмурная погода или полутень, снизят производительность. Мы всегда рекомендуем увеличивать размер вашей солнечной батареи, так как эти условия возникают часто. Также помните, что продолжительность светового дня летом по сравнению с зимой может иметь значение.

Одна из самых больших ошибок, которые часто наблюдаются, - это когда солнечная батарея проектируется летом с использованием летнего светового дня, но затем она также используется зимой.Первая жалоба часто связана с тем, что батареи больше не выдерживают нагрузки. Это постепенный процесс, который начинается, когда вы теряете световой день и начинаете выводить аккумуляторную батарею за пределы глубины разряда 50%. Когда это происходит, аккумуляторы начинают сульфатироваться гораздо быстрее и перестают держаться под нагрузкой. Как вы понимаете, это дорогостоящая ошибка! Решение обычно включает в себя больше панелей и новые батареи с большим запасом ампер / час. Поэтому мы советуем нашим клиентам быть консервативными при учете дневного времени.Кроме того, если вы планируете использовать солнечную батарею круглый год, вам необходимо учитывать дневное потребление солнечной энергии зимой.

УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВОМ НЕПОСРЕДСТВЕННО ОТ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА НА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

У нас есть несколько складных / переносных солнечных панелей для пеших прогулок, которые поставляются с адаптером для прикуривателя. Этот адаптер позволяет питать аксессуары 12 В, которые обычно используют штекер 12 В постоянного тока. Для прямого подключения к панели устройство не должно быть чувствительным к колебаниям напряжения - в противном случае они могут отключиться.Чтобы решить эту проблему, лучше всего использовать небольшую батарею в качестве емкости для хранения энергии, которая будет обеспечивать постоянный источник стабильной и надежной энергии. Для этого мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи, Y-образный соединитель с аккумулятором на одной ножке и гнездо для сигарет на другой ножке.

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ЗАЩИТА ОТ ПОГОДЫ

Практически все солнечные панели предназначены для установки вне помещений, так как именно здесь они будут подвергаться лучшему прямому воздействию солнечного света.Помните, что любое меньшее значение приведет к тому, что панель будет производить мощность меньше ее полной номинальной мощности.

ОБЯЗАТЕЛЬНО ОБСЛУЖИВАТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Все, что необходимо - это периодический осмотр с целью удаления грязи, мусора и проверки электрических соединений. Очистка панели от снега и мусора позволит добиться лучших результатов.

СКОЛЬКО ДЛИННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ПРОДОЛЖАЮТСЯ

Производительность солнечной панели может быть разной, но в большинстве случаев ожидаемый срок службы гарантированной выходной мощности составляет от 3 до 25 лет.Этот гарантированный рейтинг ожидаемого срока службы обычно составляет 80% от опубликованного рейтинга солнечной панели. Конечно, это будет варьироваться от производителя к производителю, и, как всегда, вы обычно получаете то, за что платите. Не упустите эти дешевые панели, сделанные в пакистанском китайском нам-истане.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНВЕРТОРА

Многие люди используют инвертор постоянного тока в переменный для преобразования 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока. Поскольку они меняют мощность с одной формы на другую, инверторы - это монстры, поглощающие энергию, и их следует по возможности избегать.Если у вас есть выбор между 12-вольтовым устройством с питанием от постоянного тока или 110-вольтным устройством переменного тока, выберите 12-вольтное устройство постоянного тока. На рынке есть устройства постоянного тока, которые либо понижают, либо повышают мощность постоянного тока, и они также потребляют значительно больше энергии.

FORMULA DC в переменный ток через инвертор

Формулы и примеры для систем постоянного тока 12 и 24 В

Это «практическое правило» предназначено в качестве общего руководства для оценки силы постоянного тока, необходимой для работы преобразователя постоянного тока в переменный. Поскольку расчеты дают приблизительные значения, при проектировании и указании компонентов системы, таких как провод, размер и длина, следует учитывать соответствующий коэффициент безопасности.Это в основном означает «увеличить размер вашей системы».

Системы постоянного тока 12 В

Формула: Для 12-вольтных инверторов требуется примерно десять входных сигналов постоянного тока по 10 А на каждые 100 Вт выходной мощности, используемые для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется 12-вольтовому инвертору для работы трех кварцевых ламп мощностью 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 10 ампер (из формулы) = 150 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 150 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 150 ампер-часов энергии батареи.

Для поддержки 150 ампер-часов батареи необходимо использовать ее емкость 300 ампер для максимального срока службы и производительности.

Системы постоянного тока 24 В

Формула: 24-вольтовые инверторы требуют приблизительно 5 ампер постоянного тока на входе на каждые 100 ватт выходной мощности, используемой для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется инвертору на 24 В для работы трех кварцевых фонарей на 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 5 ампер (из формулы) = 75 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 75 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 75 ампер-часов энергии батареи.

Для поддержки заряда батареи 75 ампер-часов необходимо использовать батарею емкостью 150 ампер для максимального срока службы и производительности.

Готовы использовать силу солнца? Купите солнечное зарядное устройство и аксессуары.

Солнечный калькулятор

Нужны ли вам солнечные зарядные устройства для лодок, солнечные капельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов или солнечные зарядные устройства переменного тока, у нас есть подходящие зарядные устройства для любого применения.

Выберите солнечное зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

.

Все, что вам нужно знать о зарядных устройствах для солнечных батарей

Солнечная энергия - это преобразование солнечного света в полезные формы энергии. Солнечная фотоэлектрическая энергия (PV), солнечное тепловое электричество и солнечное отопление и охлаждение - все это хорошо зарекомендовавшие себя солнечные технологии.

Эти технологии становятся все более распространенными. Хотя солнечная энергия в настоящее время составляет только около 3% мирового производства энергии, ее использование быстро растет.

В настоящее время наибольшая мощность солнечной энергии в Китае составляет 130 гигаватт , а в США - более 62 гигаватт .Однако многие другие страны также работают над быстрым расширением своих мощностей по производству солнечной энергии.

СВЯЗАННЫЙ: НОВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ СЛЕДУЕТ СОЛНЦЕ

Как работает солнечная зарядка?

Чтобы уловить энергию, исходящую от солнца, и преобразовать ее в электрическую, необходимо выполнить несколько шагов.

Фотоны солнечного света несут достаточно энергии, чтобы вытолкнуть электроны со своей орбиты в некоторых элементах, особенно в кремнии, материале, который используется в большинстве солнечных элементов.Способность фотонов распутывать электроны называется фотоэлектрическим эффектом.

Первым шагом является создание дисбаланса между положительно заряженными и отрицательно заряженными частицами кремния. Это делается путем добавления бора и фосфора. Дисбаланс, создаваемый добавлением этих примесей, создает электрическое поле в кремнии. Когда фотоны сталкиваются с кремнием, электрическое поле подталкивает электроны к передней части солнечного элемента, создавая отрицательно заряженную сторону. Протоны, которые остались на другой стороне поверхности клетки, создают положительный заряд.

Когда две стороны соединены с использованием непрямой цепи, такой как клеммы зарядного устройства солнечной батареи, электроны перетекают в нагрузку и создают электричество.

Зарядные устройства для солнечных батарей не заряжают напрямую литий-ионную батарею в вашем мобильном телефоне или iPad. Вместо этого они обычно заряжают внутреннюю аккумуляторную батарею. Он заряжается через солнечные модули, а затем их заряд перераспределяется на ваш гаджет, так что внешний источник электричества не требуется.

Эффективны ли зарядные устройства для солнечных батарей?

Преимущества зарядных устройств для солнечных батарей легко увидеть - они позволяют заряжать гаджеты и даже автомобильные аккумуляторы без внешнего источника электроэнергии.

Есть и более тонкие преимущества. Например, после изготовления солнечные элементы не производят никаких выбросов, отходов или побочных продуктов.

Хотя солнечные зарядные устройства работают очень хорошо, у них есть некоторые ограничения. Во-первых, мощность зарядного устройства на солнечной батарее нельзя сравнить с обычным зарядным устройством.Эти зарядные устройства не такие мощные, поэтому для зарядки аккумуляторов требуется больше времени.

Во-вторых, солнечное зарядное устройство выдает минимальный ток, поэтому оно более полезно для поддержания заряда, чем для зарядки полностью разряженного аккумулятора. Итак, вы должны быть осторожны, если думаете полностью полагаться на зарядное устройство для солнечных батарей.

Использовать зарядные устройства на солнечных батареях в небольших устройствах по-прежнему удобнее, чем в более крупных.

Solartab - отличный пример такого продукта.Он имеет батарею 13000 мАч , что больше, чем у любого среднего смартфона, и имеет выходную мощность, которая является минимальным количеством, которое использует смартфон. Это современное солнечное зарядное устройство хранит достаточно энергии, чтобы использовать ее позже. Устройство можно легко носить с собой, потому что оно плоское и легко помещается рядом с iPad. Более того, солнечное зарядное устройство для телефона Solartab настолько хорошее, что полностью разряженный iPhone 6 можно полностью зарядить всего за два часа.

Однако для полной зарядки зарядного устройства потребуется 12 часов прямых солнечных лучей.

Solartab эффективен в качестве зарядного устройства для телефона на солнечных батареях, но для зарядки аккумулятора 12 В и все работает немного иначе. Для зарядки 12-вольтовой батареи вам потребуется около 10 ампер постоянного тока на входе каждый раз, когда на выходе будет 100 ватт .

Зарядному устройству 10 А потребуется около 6 часов для зарядки полностью разряженной батареи. Точно так же требования будут выше для батареи 24 В .

Тем не менее, солнечные зарядные устройства имеют много преимуществ.Одна из их лучших особенностей может заключаться в том, что они маломощны, поэтому они хорошо работают в качестве зарядных устройств для обслуживания.

Зарядное устройство на солнечной батарее также может быть спасением в случае внезапной разрядки аккумулятора. Это может помочь продлить срок службы аккумулятора неподвижного автомобиля. И, конечно же, они экологичны, поэтому могут помочь вам уменьшить углеродный след.

В конце концов, это может стоить вложений.

Некоторые из лучших зарядных устройств для аккумуляторов 12 вольт - это зарядное устройство для морских аккумуляторов DuraVolt 20 Вт, солнечное зарядное устройство для тендера аккумуляторов, устройство для обслуживания магнитных аккумуляторов DuraVolt и некоторые другие.Другими хорошими из них являются зарядные устройства NOCO Battery Life 2.5-Watt и ALLPowers Portable Solar Battery для автомобилей.

Как правильно выбрать солнечное зарядное устройство?

При таком большом количестве солнечных зарядных устройств, доступных на рынке, бывает сложно выбрать хорошее. Некоторые особенности, на которые вы должны обратить внимание при выборе солнечного зарядного устройства в соответствии с вашими требованиями к питанию:

Эффективность

Эффективное зарядное устройство быстро использует солнечную энергию, поэтому вам не нужно беспокоиться, даже если солнца недостаточно. .Следовательно, они полезны и зимой, когда у вас сравнительно мало солнца.

Размер

Солнечные зарядные устройства доступны в различных размерах. Однако чем больше мощности вам нужно, тем больше размер зарядного устройства. Если вы хотите зарядить автомобильный аккумулятор, вы можете выбрать зарядное устройство 12 В , потому что оно легкое и обычно удобное для переноски.

Их легко хранить в машине, и вы можете легко носить с собой. Более того, у него достаточно мощности, чтобы выдерживать большие вещи, такие как автомобили, велосипеды, лодки и т.

Power

Обычно зарядные устройства солнечных батарей имеют мощность от до 18 вольт . Те, что имеют более высокую мощность, можно заряжать быстро, но те, которые имеют более низкую мощность, не представляют опасности для вашей батареи.

Кабели и соединители

Наличие солнечной батареи с несколькими разъемами дает вам различные варианты на выбор. Вы также должны выбрать размер кабеля питания.

Если он слишком мал, вам может быть трудно подключить его к зарядному устройству.

Зарядное устройство для солнечных батарей - отличное изобретение, которое может помочь нам стать более экологичными за счет использования солнечной энергии. Таким образом, вложение в него может быть правильным шагом к сокращению выбросов углекислого газа и максимально эффективному использованию солнца.

.

Лучшие солнечные батареи [2021]

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
бордюр: сплошной. 1em;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей;
семейство шрифтов: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
font-size: 1.1em;
padding: 10px 10px 10px 10px;
маржа: 10 пикселей;
курсор: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.notify-red {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.уведомить зеленый {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

.icon-info {цвет фона: # 3229CF; }
.icon-error {фон: # e64943; семейство шрифтов: Consolas; }
.icon-tick {фон: # 13c823; }
.icon-excl {фон: # ffd54b; черный цвет; }

.icon-info: до {содержимого: 'i'; }
.icon-error: до {content: 'x'; }
.icon-tick: до {content: '\ 002713'; }
.icon-excl: перед {содержанием: '!'; }

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
граница :.1em solid;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей;
семейство шрифтов: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
font-size: 1.1em;
padding: 10px 10px 10px 10px;
маржа: 10 пикселей;
курсор: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.notify-red {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.notify-зеленый {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

Эта статья была обновлена ​​в августе 2020 г.

Солнечная батарея позволяет использовать больше энергии, вырабатываемой солнечными панелями.Добавление аккумуляторов солнечных батарей в вашу солнечную систему еще больше снизит вашу зависимость от поставщика энергии, что приведет к еще большей экономии энергии.

Что такое солнечная батарея?

Солнечная батарея позволяет продолжать снабжать дом возобновляемой солнечной энергией вечером и ночью, когда солнечные панели не могут вырабатывать энергию. Солнечные фотоэлектрические панели преобразуют солнечную энергию в полезную электроэнергию, и чаще всего они производят больше электроэнергии, чем можно использовать.Без солнечной батареи этот избыток доставляется в Национальную энергосистему. Это означает, что вы упустите возможность использовать энергию самостоятельно, и вам придется полагаться на своего поставщика энергии, как только солнце сядет.

Технология хранения солнечных батарей позволяет использовать больше свободной энергии, производимой солнечными панелями, для экономии денег и повышения независимости от национальной сети.

Лучшие солнечные батареи

Список лучших солнечных батарей постоянно растет.Благодаря Tesla Powerwall солнечные батареи Powervault и Sonnen часто оказываются на вершине как лучшие солнечные батареи.

В зависимости от ваших потребностей в энергии лучшая солнечная батарея для вашего дома может отличаться от другой, поэтому важно сравнивать разные модели. И когда вы сравниваете системы хранения солнечных батарей, есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание:

Емкость: Это максимальное количество энергии, которое может храниться в солнечной батарее в любое время.В Великобритании среднее домохозяйство ежедневно потребляет около 8-10 кВтч электроэнергии. Максимальная емкость лучших солнечных батарей в нашем списке составляет 20 кВтч с Powervault 3. Некоторые солнечные батареи можно штабелировать, что означает, что со временем вы можете добавить больше единиц в свою систему хранения солнечных батарей, чтобы увеличить емкость.

Технология: Все солнечные батареи, представленные в этой статье, изготовлены на основе литий-ионных аккумуляторов. Это более прогрессивная технология и та же технология аккумуляторов, которую вы найдете в своих ноутбуках, мобильных телефонах и электромобилях.По-прежнему существует сильный и хорошо зарекомендовавший себя рынок свинцово-кислотных аккумуляторов (типа тех, которые вы найдете в своем автомобиле), и они по-прежнему популярны среди многих пользователей солнечной энергии, которые живут вне сети. Свинцово-кислотные аккумуляторы - это испытанная технология, которая насчитывает более 100 лет, и они дешевле с точки зрения первоначальной стоимости. Однако литий-ионные батареи имеют более низкую стоимость срока службы и работают с гораздо более высоким уровнем эффективности.

Гарантированное количество циклов: Цикл солнечной батареи - это количество раз, когда она может быть полностью заряжена из разряда.Многие производители солнечных батарей предлагают гарантии, которые гарантируют определенный уровень производительности после определенного количества циклов. Чем больше циклов гарантировано, тем дольше солнечная батарея будет оставаться выше определенной емкости.

Powercut backup: Во время отключения электроэнергии не все солнечные батареи будут продолжать снабжать ваш дом возобновляемой солнечной энергией. Обратите внимание на модели, которые будут предлагать резервное копирование при отключении питания, поскольку они будут продолжать работать.

В таблице ниже сравниваются основные характеристики лучших солнечных батарей, доступных в Великобритании.

Поставщик Вместимость Технологии Циклов с гарантией Гарантия Вес Рабочая температура Размеры (ВxШxГ) Крепление Резервное копирование Powercut ** Стоимость *
Tesla Powerwall 2.0 13,5 кВтч Литий-ионный н / д 10 лет 114 кг от -20 ° C до 50 ° C 1,150 x 753 x 114 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) Есть £ 7 900 +
LG Chem Resu 3.3 - 13,1 кВтч Литий-ионный 6 000 10 лет 31 - 98,5 кг от -10 ° C до 45 ° C от 452 x 403 x 120 мм до 744 x 907 x 206 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) 2 628 £ +
Аккумулятор Sonnen Eco 2 - 16 кВтч Литий-ионный 10 000 10 лет 71 - 273 кг от 5 ° C до 40 ° C от 702 x 641 x 221 мм до 1839 x 641 x 221 мм Пол / стена Есть 4500 £ +
Powervault 3 4-20 кВтч Литий-полимерный > 6 000 10 лет 129 - 329 кг от 0 ° C до 35 ° C от 97 x 100 x 25 до 212 x 100 x 25 Для установки на полу или стене 4 740 фунтов - 14 820 фунтов
Enphase 1.2 кВтч Литий-ионный 7,300 10 лет 25 кг от -20 ° C до 45 ° C 325 x 390 x 220 мм Настенный внутри помещения £ 1,700 +
Samsung SDI 3,24 кВтч Литий-ионный 6 000 5 лет 95 кг от -10 ° C до 40 ° C 1000 x 267 x 680 мм Этаж Есть 3500 £ +
Умный аккумулятор Moixa 2-3 кВтч Литий-ионный фосфат - LiFePO4 10 000 10 лет * Срок службы с GridShare 39.7 - 48,7 кг от -5 ° C до 40 ° C 505 x 345 x 245 мм Стенка 2950–3450 фунтов
xStorage от Nissan 3,6 - 10,08 кВтч Литий-ионный н / д От 5 лет для системы 4,2 кВтч, 10 лет для системы 6 кВтч 135 кг от 0 ° C до 30 ° C 1230 x 890 x 220 мм Стенка 3 000 фунтов стерлингов
BYD B-BOX 2.5-10 кВтч Литий-железо-фосфатный 6 000 5 лет 88 - 202 кг от -20 ° C до 55 ° C 1000 × 600 × 600 мм Этаж £ 1,700 +
Solax Аккумулятор 3,3 - 6,5 кВт · ч Литий-ионный 3 000 10 лет 26 - 44 кг н / д 330 x 450 x 110 мм Стенка Есть £ 1 920 +
Varta Pulse 3.3 - 6.5 кВт / ч Литий-ионный 4 000 10 лет 45 - 65 кг от 5 ° C до 30 ° C 600 x 690 x 190 мм Стенка 3579 £ +
Аккумулятор переменного тока Puredrive PureStorage 5-10 кВтч LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 75 - 119 кг от -20 ° C до 60 ° C 550/850 x 1460 x 165 мм Пол / стена Есть 3157 £ +
Puredrive PureStorage DC Гибрид 5 кВтч (модульный до 25 кВтч) LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 57 кг от -10 ° C до 60 ° C 737 x 386 x 150 мм стена / пол Есть £ 1 555
* Цены являются приблизительными и не включают затраты на установку, которые могут варьироваться от 500 до 2000 фунтов стерлингов.** Резервное копирование powercut может быть дополнительной опцией и не входить в стандартную комплектацию
ПОЛУЧИТЬ ЦИТАТЫ НА СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ

Преимущества солнечной батареи

    • Экономия на счетах за электроэнергию: Сохраняя энергию в периоды пониженного спроса, вы можете уменьшить сумму, которую вам нужно покупать у своего поставщика энергии, когда потребление энергии выше, что сэкономит ваши деньги на счетах за электроэнергию.
    • Резервный источник питания: Некоторые солнечные батареи позволят вам использовать солнечную электроэнергию при отключении электричества, чтобы вы не остались без электричества или освещения.Когда происходит отключение электричества, запас этой энергии может быть неоценимым для вашей семьи.
Не все солнечные батареи позволяют использовать солнечную электроэнергию во время отключения электроэнергии, поэтому, если это является для вас приоритетом, убедитесь, что вы выбрали аккумулятор с этой функцией.

Когда происходит падение напряжения в сети, солнечные батареи обнаруживают это и автоматически выключают инвертор и отсоединяют аккумулятор от сети в качестве меры предосторожности; инженеры будут работать на линиях электропередач в сети, и если к ним подключены батареи, существует риск поражения электрическим током.Это называется изолированным и по сути представляет собой защитный барьер между входящим источником питания и платой предохранителей.

Если резервное электроснабжение важно, вам следует обратить внимание на систему с подключением по переменному току. На момент написания мы смогли найти только 3 аккумуляторные системы, доступные в Великобритании, которые будут поддерживать свет во время отключения электроэнергии. Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом. Эта обновленная версия Powerwall 2.0 поставляется с отдельным блоком, который выглядит как уменьшенная версия самой батареи и полностью защищает ваш дом в случае отключения электроэнергии.Второй и гораздо более дешевый вариант - это аккумуляторная система PureStorage от PureDrive. Наконец, Samsung SDI также может обеспечивать аварийное питание при отключении питания. Перед установкой обязательно проконсультируйтесь с производителем, так как в стандартной комплектации резервное питание может не входить.

Узнайте больше о резервных солнечных батареях и отключениях электроэнергии здесь.

Сколько стоят лучшие солнечные батареи?

Цены на солнечные батареи могут варьироваться от 500 до более чем 10 000 фунтов стерлингов до установки, что, вероятно, будет стоить от 500 до 2000 фунтов стерлингов.

При модернизации вам, возможно, также придется добавить стоимость инвертора к существующим солнечным панелям, что может добавить еще 1000 фунтов стерлингов. Стоит отметить, что существует довольно много «гибридных» систем, в которых сочетаются инвертор и аккумуляторная батарея.

В таблице ниже подробно описано все, что вам нужно знать, чтобы провести честное сравнение, но, поскольку цена является основным фактором при любой покупке, мы извлекли цены для быстрого ознакомления и классифицировали их как полную систему хранения энергии (включая инвертор) или отдельную батарею, для которой требуется отдельный инвертор, если вы хотите подключить его к солнечной фотоэлектрической системе.

Ниссан аккумуляторная батарея
Системы полного накопления энергии (солнечная батарея и инвертор)
Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом 2 £ 7 900 +
Система накопления энергии Puredrive 3492 £ +
Samsung SDI ESS 3500 £ +
Nissan xStorage £ 6 446 +
Enphase £ 1,700 +
Гибридный аккумулятор Sonnen Batterie 4500 £ +
Powervault 3 4 740 фунтов - 14 820 фунтов
Смарт-аккумулятор Moixa £ 2 950 +
Только солнечная батарея (для подключения к солнечным панелям потребуется инвертор)
LG Chem Resu 2 628 фунтов стерлингов
Sonnen Batterie Eco 4500 £ +
BYD B-BOX £ 1,700 +
Solax Triple Power £ 1 920 +
Varta Pulse 3579 £ +

Если вы хотите вложить деньги в солнечную батарею и солнечные панели одновременно, то вы можете найти список лучших солнечных батарей здесь.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели устанавливаются на крыше или внешней стене, где они могут подвергаться наибольшему воздействию солнечного света. Каждая панель включает солнечные элементы, которые преобразуют солнечную энергию в электричество постоянного тока, которое затем преобразуется в электричество переменного тока с помощью инвертора. Затем его можно использовать для питания вашего дома.

Все, что вы не используете, отправляется обратно в National Grid для распространения по стране.Это означает, что вы можете использовать солнечную энергию только тогда, когда она доступна, то есть когда светит солнце. Однако это не тот случай, если вы установите солнечную батарею…

Включив солнечную батарею в процесс, вы можете сохранить излишки энергии, которые вы производите, для использования в другое время (например, ночью) и еще больше снизить вашу зависимость от национальной энергосистемы.

Солнечные энергетические системы, которые могут накапливать собственное электричество, состоят из трех основных компонентов:

  • Солнечные панели, поглощающие и преобразующие солнечную энергию в электричество постоянного тока.
  • Батарея (или батареи) для хранения электроэнергии, которая не используется, когда солнечные панели не производят электричество.
  • Инвертор, преобразующий электричество постоянного тока в переменный, готовый к использованию в ваших осветительных приборах, приборах и т. Д.

Поскольку солнечные технологии продолжают развиваться, многие современные системы также включают в себя интеллектуальные технологии, такие как приложения и Wi-Fi, поэтому вы можете легко контролировать уровень заряда аккумулятора и общую эффективность.

Виды солнечных батарей

переменного или постоянного тока?
Выбранная солнечная батарея должна быть подходящего размера и напряжения для ваших нужд.Это очень важно, поскольку неправильный размер может представлять реальную угрозу безопасности. Мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с несколькими профессиональными установщиками о ваших потребностях, прежде чем принимать окончательное решение.

Помимо выбора правильного напряжения, вам нужно будет подумать, является ли переменный или постоянный ток лучшим выбором для вашей системы. Основное различие заключается в том, как батарея подключается - или не подключается - к вашим солнечным панелям.

AC: Батарея переменного тока (переменного тока) не подключается напрямую к вашим солнечным панелям, а подключается через счетчик электроэнергии.Это означает, что существующие панели легче модернизировать, поэтому, если у вас уже есть солнечные панели, это может быть лучшим решением для вас. Вам понадобится дополнительный инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока в переменный ток для использования в вашем доме, а затем обратно в постоянный ток для хранения в батарее. Powervault 3 является примером системы со связью по переменному току, а Tesla Powerwall 2.0 - примером системы со связью по постоянному току.

DC: Аккумуляторы постоянного тока (постоянного тока) обычно устанавливают одновременно с солнечными панелями, поскольку они подключаются непосредственно к панелям.Дополнительный инвертор не требуется, так как он подключается перед счетчиком электроэнергии.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Хранение солнечных батарей: что следует учитывать

Текущее обслуживание
Солнечная батарея - это не простая установка, которую нужно «установить и оставить». Он нуждается в регулярном мониторинге и обслуживании, чтобы он работал эффективно и безопасно. Это включает в себя поддержание его оптимального уровня заряда, регулярное «повышение мощности» и выделение газа, а также обеспечение его хранения при правильной температуре и защиты от погодных условий.

Запасные части
Срок службы солнечных батарей меньше, чем у солнечных батарей. В настоящее время высококачественная солнечная батарея прослужит около 10-15 лет, но это зависит от того, сколько вы ее используете и от правильного обслуживания. Батарея может стоить до 2000 фунтов стерлингов (без учета установки), так что это значительные расходы, которые следует учитывать.

Это еще не полное энергетическое решение (пока)
Конечная цель многих - сделать реальностью полную энергетическую самообеспеченность без какой-либо опоры на Национальную энергосистему.Хотя технологии, безусловно, движутся в правильном направлении и за последние годы достигли больших успехов, система солнечных батарей по-прежнему не является жизнеспособным вариантом для полного отключения от сети. У аккумуляторов есть свои неисправности, срок годности и ограничения, поэтому до тех пор, пока дела не пойдут на пользу, необходимо иметь возможность резервного питания от National Grid.

Вам нужны солнечные батареи, чтобы иметь солнечную батарею?

Нет. Если вы живете в районе, где регулярно случаются перебои в подаче электроэнергии, то для того, чтобы свет оставался включенным, вам может пригодиться домашний аккумулятор.В среднем вы, вероятно, получите около 24 часов резервного питания, но его можно увеличить, просто установив дополнительные батареи. Если у вас тариф эконом-класса 7, домашний аккумулятор также может сэкономить вам деньги, заряжая, когда электричество самое дешевое для вас, когда оно не такое дешевое. Наконец, вы даже можете зарабатывать деньги, храня энергию для национальной энергосистемы, которая может отводить ее от вас в случае необходимости.

Можно ли добавить солнечную батарею к существующим солнечным батареям?

Да и нет. Некоторые батареи будут работать только при установке новой системы или той, которая была специально разработана для нее (Tesla Powerwall 2), а некоторые системы можно модернизировать до любой системы.

Безопасны ли солнечные батареи?

Они так же безопасны, как и любые другие электрические предметы в вашем доме. Как правило, установка солнечной батареи не является делом своими руками, и по большей части люди не могут покупать солнечные батареи напрямую у производителя, а через утвержденного установщика.

Что означает емкость солнечной батареи?

Это «полезное» количество энергии в кВтч (единицах), которое аккумулятор будет хранить. Никогда не рекомендуется полностью разряжать аккумулятор, так как это приведет к повреждению, поэтому при сравнении емкостей не забудьте проверить, является ли приведенное значение «общим» или «годным для использования».

Как мне узнать, какая мощность подходит для моей собственности?

Выходная мощность солнечной батареи - это просто, сколько энергии батарея может выдать за один раз. Чем больше электроприборов, светильников и т. Д. Вы планируете питать от аккумулятора, тем выше должно быть это значение.

Что случилось с льготным тарифом?

Схема льготных тарифов (FiT) закрыта. Еще в 2010 году правительство ввело схему льготных тарифов, согласно которой владельцы соответствующих требованиям фотоэлектрических систем платили за каждый киловатт-час произведенной ими энергии и каждый киловатт-час неиспользованной энергии, которая была экспортирована в национальную сеть.Хотя эта схема была большим стимулом для домовладельцев установить солнечные батареи, она также помешала некоторым домовладельцам установить солнечную батарею, поскольку они опасались, что получат более низкие платежи, если они не будут отправлять излишки энергии в сеть.

Схема FiT закрыта для новых приложений в марте 2019 года, поэтому, если вы еще не установили солнечные фотоэлектрические системы, вам не будут платить за отправку излишков энергии в Национальную сеть, и вы сэкономите гораздо больше денег, удерживая их.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


.Основы управления солнечным зарядом

| Северная Аризона Wind & Sun

Купите наш выбор контроллеров заряда от солнечных батарей здесь .

Что такое контроллер заряда от солнечных батарей?

Контроллер заряда или регулятор заряда - это в основном регулятор напряжения и / или тока, предназначенный для предотвращения перезарядки аккумуляторов. Он регулирует напряжение и ток, поступающие от солнечных панелей к батарее. Большинство панелей «12 вольт» выдают от 16 до 20 вольт, поэтому, если нет регулирования, батареи будут повреждены из-за перезарядки.Большинству аккумуляторов для полной зарядки требуется от 14 до 14,5 В.

Всегда ли нужен контроллер заряда?

Не всегда, но обычно. Как правило, нет необходимости в контроллере заряда с небольшими частями обслуживания или панелях постоянного заряда, таких как панели от 1 до 5 Вт. Приблизительное правило состоит в том, что если панель выдает около 2 Вт или меньше на каждые 50 ампер-часов батареи, то она вам не нужна.

Например, стандартный залитый аккумулятор для гольф-кара составляет около 210 ампер-часов.Таким образом, чтобы поддерживать серию из них (12 В) только для обслуживания или хранения, вам понадобится панель мощностью около 4,2 Вт. Популярные 5-ваттные панели достаточно близки, и для них не потребуется контроллер. Если вы обслуживаете аккумуляторы AGM глубокого разряда, такие как Concorde Sun Xtender, вы можете использовать панель меньшего размера на 2–2 Вт.

Почему панели на 12 вольт - это 17 вольт?

Тогда возникает очевидный вопрос - «почему панели не созданы только для вывода 12 вольт». Причина в том, что в этом случае панели будут обеспечивать питание только в прохладном, идеальном состоянии и на ярком солнце.В большинстве случаев это не то, на что можно рассчитывать. Панели должны обеспечивать дополнительное напряжение, чтобы, когда солнце находится низко в небе, или у вас сильная дымка, облачный покров или высокие температуры *, вы все равно получаете некоторую мощность от панели. Полностью заряженная «12-вольтовая» батарея составляет около 12,7 вольт в состоянии покоя (примерно от 13,6 до 14,4 в режиме зарядки), поэтому панель должна выдержать как минимум столько же в худших условиях.

* Вопреки интуиции, солнечные батареи лучше всего работают при более низких температурах.Приблизительно панель мощностью 100 Вт при комнатной температуре будет панелью на 83 Вт при температуре 110 градусов.

Подробная информация о контроллерах заряда MPPT.

Контроллер заряда регулирует напряжение на выходе панели от 16 до 20 вольт до уровня, необходимого для батареи в данный момент. Это напряжение будет варьироваться от примерно 10,5 до 14,6, в зависимости от состояния заряда аккумулятора, типа аккумулятора, режима работы контроллера и температуры. (см. полную информацию о напряжениях аккумуляторов в нашем разделе о аккумуляторах).

Использование панелей высокого напряжения (стяжки) с батареями

Почти все фотоэлектрические панели мощностью более 140 Вт НЕ являются стандартными 12-вольтовыми панелями и не могут (или, по крайней мере, не должны) использоваться со стандартными контроллерами заряда. Напряжения на решетчатых панелях довольно сильно различаются, обычно от 21 до 60 вольт или около того. Некоторые из них представляют собой стандартные панели на 24 В, но большинство - нет.

Что происходит при использовании стандартного контроллера

Standard (то есть все, кроме типов MPPT), часто будет работать с панелями высокого напряжения, если не превышается максимальное входное напряжение контроллера заряда.Однако вы потеряете много энергии - от 20 до 60% от номинальной мощности вашей панели. Органы управления зарядкой принимают выходной сигнал панелей и подают ток в батарею до тех пор, пока батарея не будет полностью заряжена, обычно от 13,6 до 14,4 вольт. Панель может выдавать только определенное количество ампер, поэтому, хотя напряжение снижается, скажем, с 33 вольт до 13,6 вольт, сила тока с панели не может превышать номинальный ток - так что с панелью на 175 ватт, рассчитанной на 23 в / 7,6 вольт. ампер, вы получите только 7.6 ампер при 12 вольт или около того в батарею. Закон Ома гласит, что ватт - это вольт x ампер, поэтому ваша 175-ваттная панель потребляет только около 90 Вт в батарею.

Использование контроллера MPPT с панелями высокого напряжения

Единственный способ получить полную мощность от солнечных панелей с высоковольтной сеткой - это использовать контроллер MPPT. См. Ссылку выше для получения подробной информации о контроле заряда MPPT. Поскольку большинство элементов управления MPPT могут потреблять до 150 В постоянного тока (некоторые могут быть выше, до 600 В постоянного тока) на стороне входа солнечной панели, вы часто можете последовательно соединить две или более панели высокого напряжения, чтобы уменьшить потери в проводе или использовать провод меньшего размера. .Например, с упомянутой выше 175-ваттной панелью 2 из них последовательно дадут вам 46 вольт при 7,6 ампер на контроллер MPPT, но контроллер преобразует это примерно до 29 ампер при 12 вольт.

Типы контроллеров зарядного устройства

Элементы управления зарядкой бывают всех форм, размеров, функций и цен. Они варьируются от небольшого блока управления на 4,5 А (Sunguard) до программируемых контроллеров MPPT от 60 до 80 А с компьютерным интерфейсом. Часто, если требуются токи более 60 ампер, два или более блока от 40 до 80 ампер подключаются параллельно.Наиболее распространенные элементы управления, используемые для всех систем на батарейках, находятся в диапазоне от 4 до 60 ампер, но некоторые из новых элементов управления MPPT, такие как Outback Power FlexMax, достигают 80 ампер.

Элементы управления зарядкой бывают 3 основных типов (с некоторым перекрытием):

Простое одно- или двухступенчатое управление , в котором используются реле или шунтирующие транзисторы для одно- или двухступенчатого регулирования напряжения. По сути, они просто замыкают или отключают солнечную панель при достижении определенного напряжения. Для всех практических целей это динозавры, но некоторые из них все еще встречаются в старых системах, а некоторые из супердешевых продаются в Интернете.Их единственная реальная претензия на славу - их надежность - у них так мало компонентов, что сломать нечего.

3-ступенчатый и / или ШИМ , например Morningstar, Xantrex, Blue Sky, Steca и многие другие. Сейчас это в значительной степени отраслевой стандарт, но иногда вы все еще можете встретить некоторые из старых типов шунтов / реле, например, в очень дешевых системах, предлагаемых дискаунтерами и массовыми маркетологами.

Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), например, производства Midnite Solar, Xantrex, Outback Power, Morningstar и других.Это лучшие контроллеры с соответствующими ценами, но с эффективностью в диапазоне от 94% до 98% они могут сэкономить значительные деньги на более крупных системах, поскольку они обеспечивают на 10–30% больше энергии для батареи. Для получения дополнительной информации см. Нашу статью о MPPT.

Большинство контроллеров поставляются с каким-либо индикатором: простым светодиодом, серией светодиодов или цифровыми индикаторами. Многие новые модели, такие как Outback Power, Midnite Classic, Morningstar MPPT и другие, теперь имеют встроенные компьютерные интерфейсы для мониторинга и управления.В самых простых обычно есть только пара маленьких светодиодных ламп, которые показывают, что у вас есть питание и что вы получаете какой-то заряд. Большинство тех, у кого есть измерители, будут показывать как напряжение, так и ток, исходящий от панелей, и напряжение батареи. Некоторые также показывают, какой ток снимается с клемм НАГРУЗКИ.

Все контроллеры заряда, которые мы имеем в наличии, относятся к трехступенчатому типу PWM и модулям MPPT. (на самом деле «4-этап» - это своего рода рекламная шумиха - раньше это называлось эквалайзером, но кто-то решил, что 4-й этап лучше, чем 3-й).А сейчас мы даже видим такую, которая рекламируется как «5-ступенчатая» ....

Что такое выравнивание?

Equalization делает то, что следует из названия, - пытается уравновесить - или сделать все элементы в батарее или блоке батарей точно равным зарядом. По сути, это период перезаряда, обычно в диапазоне от 15 до 15,5 вольт. Если у вас в цепочке несколько ячеек ниже других, они все будут загружены на полную мощность. В залитых батареях он также выполняет важную функцию размешивания жидкости в батареях, вызывая пузырьки газа.Конечно, в доме на колесах или лодке это обычно не имеет для вас большого значения, если вы не стояли на стоянке в течение нескольких месяцев, поскольку обычное движение дает то же самое. Кроме того, в системах с небольшими панелями или крупногабаритными аккумуляторными системами вам может не хватить тока, чтобы действительно сильно пузыриться. Во многих автономных системах аккумуляторы также можно уравнять с помощью генератора + зарядного устройства.

Что такое ШИМ?

Довольно много регуляторов заряда имеют режим «ШИМ». ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. ШИМ часто используется как один из методов подзарядки.Вместо стабильного выходного сигнала контроллера он посылает на батарею серию коротких зарядных импульсов - очень быстрое переключение «вкл-выкл». Контроллер постоянно проверяет состояние батареи, чтобы определить, насколько быстро посылать импульсы и какой длины (ширины) они будут. В полностью заряженном аккумуляторе без нагрузки он может просто «тикать» каждые несколько секунд и посылать на аккумулятор короткий импульс. В разряженной батарее импульсы будут очень длинными и почти непрерывными, или контроллер может перейти в режим «полного включения».Контроллер проверяет состояние заряда аккумулятора между импульсами и каждый раз настраивается сам.

Обратной стороной ШИМ является то, что он также может создавать помехи в радиоприемниках и телевизорах из-за генерируемых им резких импульсов. Если у вас проблемы с шумом от вашего контроллера, см. Эту страницу.

Что такое выход «нагрузка» или «отключение при низком напряжении»?

Некоторые контроллеры также имеют выход «LOAD» или LVD, который можно использовать для небольших нагрузок, таких как небольшие приборы и освещение.Преимущество заключается в том, что клеммы нагрузки имеют низковольтный разъединитель, поэтому он отключит все, что подключено к клеммам нагрузки, и не позволит разрядить аккумулятор слишком сильно. Выход НАГРУЗКА часто используется для небольших некритических нагрузок, таких как освещение. Некоторые из них, такие как Schneider Electric C12, также можно использовать в качестве контроллера освещения, чтобы включать свет в темноте, но контроллер освещения Morningstar SLC обычно является лучшим выбором для этого. Не используйте выход LOAD для работы любых инверторов, кроме очень маленьких.Инверторы могут иметь очень высокие импульсные токи и могут привести к выходу контроллера из строя.

Большинство систем не нуждаются в функции LVD - они могут управлять только небольшими нагрузками. В зависимости от номинала контроллера это может быть от 6 до 60 ампер. Вы не можете запустить любой инвертор, кроме самого маленького, с выхода НАГРУЗКА. На некоторых контроллерах, таких как серия Morningstar SS, выход нагрузки может использоваться для управления сверхмощным реле для управления нагрузкой, запуска генератора и т. Д. Выход LOAD или LVD чаще всего используется в RV и удаленных системах, таких как камеры, мониторы и сайты сотовой связи, где нагрузка невелика и сайт не обслуживается.

Какие терминалы "Sense" на моем контроллере?

Некоторые контроллеры заряда имеют пару "сенсорных" терминалов. Сенсорные клеммы пропускают очень низкий ток, самое большее около 1/10 миллиампера, поэтому падения напряжения нет. Он «смотрит» на напряжение батареи и сравнивает его с тем, что выдает контроллер. Если есть падение напряжения между контроллером заряда и аккумулятором, он немного поднимет выходной сигнал контроллера для компенсации.

Они используются только при наличии длинного провода между контроллером и аккумулятором.Эти провода не пропускают ток и могут быть довольно маленькими - от 20 до 16 AWG. Мы предпочитаем использовать №16, потому что его нелегко разрезать или случайно раздавить. Они подключаются к клеммам SENSE на контроллере и к тем же клеммам, что и два провода зарядки на конце аккумулятора.

Что такое «Монитор системы батарей»?

Системные мониторы аккумуляторных батарей, такие как Bogart Engineering TriMetric 2025A, не являются контроллерами. Вместо этого они контролируют вашу систему батарей и дают вам довольно хорошее представление о состоянии вашей батареи, а также о том, что вы используете и генерируете.Они отслеживают общее количество ампер-часов в батареях и разрядах, а также состояние заряда батареи и другую информацию. Они могут быть очень полезны для средних и крупных систем для точного отслеживания того, что ваша система делает с различными источниками зарядки. Они несколько излишни для небольших систем, но являются забавной игрушкой, если вы хотите увидеть, что делает каждый усилитель :-). Новая модель TriMetric PentaMetric также имеет компьютерный интерфейс и многие другие функции.

Чтобы получить полный список всех наших контроллеров заряда, узнать цены или сделать заказ в Интернете, посетите нашу страницу Контроллеры заряда в нашем интернет-магазине.Информацию о мониторах батарей, измерителях и шунтах см. На нашей странице «Измерители и мониторы».

.

9 Простые схемы зарядного устройства на солнечных батареях

Простые солнечные зарядные устройства - это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать аккумулятор с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных базовых функции:

  • Оно должно быть недорогим.
  • Удобство для неспециалистов и простота сборки.
  • Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворить основные потребности в зарядке аккумулятора.

В сообщении всесторонне объясняется девять лучших, но простых схем зарядного устройства для солнечных батарей с использованием IC LM338, транзисторов, MOSFET, понижающего преобразователя и т. Д., Которые могут быть построены и установлены даже неспециалистом для зарядки всех типов батарей и эксплуатации другого сопутствующего оборудования

Обзор

Солнечные панели для нас не новость, и сегодня они широко используются во всех секторах.Основное свойство этого устройства - преобразование солнечной энергии в электрическую, сделало его очень популярным, и теперь оно серьезно рассматривается как будущее решение всех кризисов или дефицитов электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрического оборудования или просто храниться в соответствующем накопителе для последующего использования.

Обычно есть только один эффективный способ хранения электроэнергии - использование аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для последующего использования.

Энергия от солнечного элемента или солнечной панели также может эффективно храниться, чтобы ее можно было использовать по своему усмотрению, обычно после захода солнца или когда стемнело, и когда накопленная мощность становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение от солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей и

Ток также варьируется по тем же причинам, указанным выше.

Две вышеуказанные причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это очень простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

  • Солнечная панель - 20 В, 1 ампер
  • IC 7812 - 1no
  • 1N4007 Диоды - 3nos
  • 2k2 Резистор 1/4 Вт - 1no

Выглядит круто, не правда ли.Фактически, ИС и диоды могут уже лежать в вашем электронном мусорном ящике, поэтому их необходимо покупать. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для окончательного результата.

Расчетное время, необходимое для зарядки аккумулятора с 11 В до 14 В, составляет около 8 часов.

Как мы знаем, IC 7812 выдает фиксированное напряжение 12 В на выходе, которое нельзя использовать для зарядки аккумулятора 12 В. 3 диода, подключенные к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для увеличения выхода IC примерно до 12 + 0.7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что как раз и требуется для полной зарядки аккумулятора 12 В.

Падение на 0,7 В на каждом диоде увеличивает порог заземления ИС на установленный уровень, заставляя ИС регулировать выход на уровне 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2k2 используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог провести и обеспечить запланированное полное падение на 2,1 В.

Делаем это еще проще

Если вы ищете еще более простое солнечное зарядное устройство, то, вероятно, нет ничего проще, чем подключить солнечную панель соответствующего номинала напрямую к соответствующей батарее через блокирующий диод, как показано ниже:

Несмотря на то, что вышеуказанная конструкция не включает в себя регулятор, она все равно будет работать, поскольку токовый выход панели является номинальным, и это значение будет только ухудшаться по мере того, как солнце меняет свое положение.

Однако для аккумулятора, который не полностью разряжен, описанная выше простая установка может нанести некоторый вред аккумулятору, поскольку аккумулятор будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов время.

1) Использование LM338 в качестве солнечного контроллера

Но благодаря современным универсальным микросхемам, таким как LM 338 и LM 317, которые могут очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, делая процесс зарядки всех аккумуляторов через солнечную панель очень безопасным и желательно.

Схема простого зарядного устройства для солнечных батарей LM338 показана ниже с использованием IC LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием IC LM 338, настроенного для работы в стандартном режиме регулируемого источника питания.

Использование функции контроля тока

Особенностью конструкции является то, что она также включает функцию контроля тока.

Это означает, что, если ток имеет тенденцию к увеличению на входе, что обычно может иметь место, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается пропорционально, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, снижая ток обратно до указанного номинального значения.

Как видно на схеме, коллектор / эмиттер транзистора BC547 подключен через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, при этом на резисторе R3 создается напряжение, которое преобразуется в соответствующее базовое возбуждение транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что скорость тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями к батарее.

Формула предела тока:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7 / Максимальный предел тока

PCB Конструкция для описанной выше простой схемы зарядного устройства солнечной батареи приведена ниже:

Измеритель и входной диод не входят в состав печатной платы.

2) Схема зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар

Вторая конструкция объясняет дешевую, но эффективную, менее чем за 1 доллар дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства, которую может построить даже неспециалист для эффективной зарядки солнечных батарей.

Вам понадобится только панель солнечных батарей, селекторный переключатель и несколько диодов для создания достаточно эффективного солнечного зарядного устройства.

Что такое слежение за солнечной точкой максимальной мощности?

Для непрофессионала это было бы чем-то слишком сложным и изощренным, чтобы понять, и системой, включающей экстремальную электронику.

В некотором смысле это может быть правдой, и, конечно же, MPPT - это сложные высокопроизводительные устройства, которые предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или вдали от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не снижается близко к напряжению подключенной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы подключите два напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что приведет к слишком неэффективно.

И наоборот, если бы вы могли сохранить неизменным напряжение на панели, но при этом извлечь из него наилучший вариант зарядки, система бы работала по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора без снижения напряжения на панели.

Существует один простой и нулевой метод реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. То есть для батареи 12 В вы можете выбрать панель с напряжением 15 В, что обеспечит максимальную оптимизацию обоих параметров.

Однако практически вышеуказанных условий может быть трудно достичь, потому что солнечные панели никогда не производят постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на изменение положения солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется использовать солнечную панель с гораздо более высоким номиналом, чтобы даже в худших дневных условиях она продолжала заряжаться.

Сказав, что нет необходимости переходить на дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов.Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо иметь условия, идеально соответствующие напряжению фотоэлектрической батареи и напряжению батареи.

Это можно сделать, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или имеющийся у вас мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем довольно много раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 В, поэтому, добавив несколько диодов последовательно, можно изолировать панель от перетаскивания на подключенное напряжение батареи.

Ссылаясь на схему, приведенную ниже, можно организовать маленькое классное зарядное устройство MPPT с использованием показанных дешевых компонентов.

Предположим, что на схеме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к увеличению напряжения панели до уровня заряда батареи, что сделает работу неприемлемой.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания к напряжению батареи, но при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение объединенных диодов будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного подключения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели незначительно упадет до примерно 19 В. эффективная зарядка аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, вызывая падение напряжения на панели ниже номинального. Это можно контролировать с помощью подключенного вольтметра и пропускать несколько диодов до тех пор, пока аккумулятор не будет восстановлен с получением оптимальной мощности.

Символ стрелки, показанный на соединении с плюсом напряжения панели, можно заменить поворотным переключателем для рекомендуемого выбора диодов, включенных последовательно.

Реализовав описанную выше ситуацию, можно эффективно смоделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств.Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто подключив большее количество диодов последовательно.

3) Схема солнечного зарядного устройства и драйвера для белого светодиода SMD высокой мощности 10 Вт / 20 Вт / 30 Вт / 50 Вт

Третья идея учит нас, как построить простой светодиод на солнечной батарее со схемой зарядного устройства для освещения светодиодов высокой мощности (SMD). порядка от 10 до 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены термически и от перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338.Идея была предложена г-ном Сарфразом Ахмадом.

Технические характеристики

В основном я сертифицированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и уехал из дома много лет назад из-за личных проблем.

.

Смотрите также