Инвертор для солнечной батареи своими руками: Как подключить солнечную батарею

Как подключить солнечную батарею

Содержание статьи:

Схемы подключения солнечных батарей загородного дома

1. Схемы подключения солнечных батарей загородного дома

Итак, первое, о чем Вы должны иметь представление – из чего состоит комплект солнечной электростанции. Основные элементы системы представлены следующими устройствами:

• Батареи, поглощающие свет солнца. Данные модули преобразовывают естественный свет в электрическую энергию.
• Контроллер заряда-разряда АКБ, который следит за напряжением аккумуляторов. Если в дневное время суток аккумуляторы перезаряжены (на клеммах 14 Вольт), контроллер отключает процесс зарядки. Если ночью АКБ разрядились (напряжение предельно низкое – 11 Вольт), контроллер предотвращает дальнейшую работу электростанции.
• Аккумулятор, который предназначен для накопления сгенерированной электроэнергии.
• Инвертор – преобразовывает 12 Вольт в переменные 220, необходимые для работы домашних электроприборов, системы освещения и бытовой техники. Обращаем Ваше внимание на то, что между всеми устройствами: контроллером, инвертором, нагрузкой и аккумулятором желательно поставить предохранители, которые защитят систему при возникновении короткого замыкания в сети!

  В простейшем исполнении схема подключения солнечных батарей к контроллеру, аккумулятору, инвертору и нагрузке выглядит следующим образом:

  Как Вы видите, особых сложностей в подключении нет, главное соблюдать полярность и подключать все штекеры в нужные разъемы контроллера. В таком варианте очень сложно что-то перепутать. А вот если Вы решили использовать электроэнергию от солнца одновременно со стационарной сетью, схема подключения солнечных батарей должна выглядеть следующим образом:

  Тут нужно пояснить: резервируемая нагрузка – это резервное освещение, котел и, к примеру, холодильник. Не резервируемая – бытовая техника, свет в доме и т.д. Чем больше емкость аккумулятора, тем дольше смогут проработать резервируемые электроприборы в автономном режиме!

  Со схемой подключения солнечных батарей к сети переменного тока разобрались. Теперь нужно рассмотреть не менее важную часть вопроса – правильное соединение панелей между собой.

  Модули на крыше загородного дома

  Одна панель подключается к контроллеру без проблем – плюс и минус нужно подсоединить к соответствующим разъемам контроллера. А что делать, если у Вас несколько батарей в системе? Тут можно воспользоваться одной из следующих схем соединения солнечных панелей:

  • Параллельная. В этом случае нужно подключить одноименные клеммы друг с другом: плюс к плюсу, минус к минусу. В результате напряжение на выходе останется все тех же 12 Вольт.
  • Последовательная. Плюс первой панели нужно подключить к минусу второй. Оставшийся плюс второй батареи и минус первой нужно подсоединить к контроллеру. Итог – на выходе 24 вольта, что может иногда понадобиться в домашних условиях.
  • Смешанная (последовательно-параллельная). Данная схема подключения солнечных панелей подразумевает соединение между собой нескольких групп батарей. Внутри каждой группы устройства соединяются параллельно, а уже потом последовательно, как показано на картинке. Такой вариант позволит сделать наиболее подходящие на выходе характеристики напряжения.

  Обзор правильного подсоединения

  Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, какие бывают схемы подключения солнечных батарей загородного дома к электрической сети переменного тока. Как Вы видите, разводка проводов не сложная, главное быть внимательным и определиться, какая нагрузка должна быть на выходе. Очень важный момент, на котором и хотелось бы завершить данную статью – ни в коем случае не подключайте инвертор напрямую к контроллеру. Такое соединение будет губительным для домашней электростанции!

  Схема подключения солнечных батарей к контроллеру, сети и аккумулятору

  Как соединить солнечные панели между собой и подключить к сети загородного дома. Схемы подключения солнечных батарей к аккумлуятору и контроллеру!

  Источник:

Коллекторная система отопления

Наибольшей эффективности и отдачи можно добиться, установив вместо солнечных модулей коллекторы – наружные установки, в которых под действием солнечного излучения происходит нагрев воды. Такая система является более логичной и естественной, так как не потребует нагревания теплоносителя другими устройствами. Рассмотрим конструкцию и принцип действия приборов двух основных видов: плоских и трубчатых.

Плоский вариант для самостоятельного изготовления

Конструкция плоских установок настолько проста, что опытные мастера-умельцы собирают кустарные аналоги своими руками, часть деталей купив в специализированном магазине, часть соорудив из подручного материала.

Внутри стального или алюминиевого утепленного короба закреплена пластина, адсорбирующая солнечное тепло. Чаще всего она покрыта слоем черного хрома. Сверху теплопоглотитель защищен герметичной прозрачной крышкой.

Нагревание воды происходит в трубках, уложенных змейкой и соединенных с пластиной. Вода или антифриз поступает внутрь короба через впускной патрубок, нагревается в трубках и перемещается на выход – к выпускному патрубку.

Светопропускная способность крышки объясняется использованием прозрачного материала – прочного закаленного стекла или пластика (например, поликарбоната). Чтобы солнечные лучи не отражались, стеклянную или пластиковую поверхность матируют (+)

Существует два вида подключения, однотрубное и двухтрубное, принципиальной разницы в выборе нет. Но существует большая разница в том, каким способом теплоноситель будет подаваться к коллекторам – самотечным или с помощью насоса. Первый вариант признан неэффективным из-за слабой скорости передвижения воды, по принципу нагрева он напоминает емкость для летнего душа.

Функционирование второго варианта происходит благодаря подключению циркуляционного насоса, который подает теплоноситель в принудительном порядке. Источником энергии для работы насосного оборудования может стать энергосистема на солнечных батареях.

Температура теплоносителя при нагреве солнечным коллектором достигает 45-60 ºС, на выходе максимальный показатель – 35-40 ºС. Для повышения эффективности работы отопительной системы наряду с радиаторами используют «теплые полы» (+)

Трубчатые коллекторы – решение для северных регионов

Общий принцип работы напоминает функционирование плоских аналогов, но с одной разницей – теплообменные трубки с теплоносителем находятся внутри стеклянных колб. Сами трубки бывают перьевыми, запаянными с одной стороны и внешним видом напоминающие перья, и коаксиальными (вакуумными), вставленными друг в друга и запаянными с обеих сторон.

Теплообменники также бывают разными:

• система преобразования солнечной энергии в тепловую Heat-pipe;
• обычная трубка для перемещения теплоносителя U-type.

Второй вид теплообменников признан более эффективным, но недостаточно популярным из-за стоимости ремонта: при выходе из строя одной трубки придется производить замену всей секции. Трубка Heat-pipe не является частью целого сегмента, поэтому поменять ее можно за 2-3 минуты. Вышедшие из строя коаксиальные элементы ремонтируют, просто сняв заглушку и заменив поврежденный канал.

Схема, объясняющая цикличность нагревательного процесса внутри вакуумных трубок: холодная жидкость под воздействием солнечного тепла нагревается и испаряется, уступая место следующей порции холодного теплоносителя (+)

Проанализировав технические характеристики коллекторов разного типа и обобщив опыт их использования, решили, что для южных областей больше подходят плоские коллекторы, а для северных – трубчатые. Особенно хорошо зарекомендовали себя в условиях сурового климата установки с системой Heat-pipe. Они обладают нагревательной способностью даже в пасмурные дни и ночью, «питаясь» минимальным количеством солнечного света.

Образец стандартной схемы подключения солнечных коллекторов к бойлерному оборудованию: насосная станция обеспечивает циркуляцию воды, контроллер регулирует процесс нагревания

Как подключить, если на участке нет электричества

Если участок не подключен к сети, то главная задача — накапливать электроэнергию, чтобы использовать её в будущем по мере необходимости.

Какое оборудование понадобится:

• Солнечные батареи.
• Аккумулятор для накопления заряда.
• Контролер заряда (чтобы контролировать ток заряда аккумулятора).
• Преобразователь в 220В. По умолчанию солнечная панель выдает 12В, 24В, тогда как большинство электроприборов подключаются к 220В. Если вы используете приборы, работающие от 12В, то преобразователь не понадобится.
• Оборудование для фиксации и крепежа самой батареи.

Самый простой вариант, «своими руками»

Самый примитивный, но рабочий вариант «для дачи»: солнечная батарея + аккумулятор, которые соединяются между собой клеммами. В таком виде станция уже готова к эксплуатации и её можно даже не ставить на крышу, а просто установить на землю. Электроэнергия будет накапливаться на аккумуляторе, от которого можно зарядить телефон, подключить освещение и т.д.

Такую станцию очень легко собрать своими руками. Достаточно просто купить аккумулятор (подойдет даже обычный автомобильный), солнечная батарея, провода и клеммы. Если вы приезжаете на дачу только по выходным, то станция может быть переносной, так как легко разбирается и прячется (или увозится с собой).

Более сложная реализация

Схема для повседневной эксплуатации и разводкой по розеткам. Солнечные батареи устанавливают на крышу (или отдельную металлическую конструкцию), а кабель от них прокладывают к аккумулятору, от которого электричество через преобразователь поступает на розетки.

По мере необходимости станцию легко масштабировать, подключая дополнительные батареи и аккумуляторы.

Реализация подключения устройства

Наибольшей популярности и распространенности, на сегодняшний день, получили 12-вольтовые системы с прямым преобразованием в 220 В переменного напряжения. Базовая схема такой батареи зачастую состоит из:

1. Солнечной батареи. Возможно нескольких, в зависимости от потребляемой мощности всего электрического оборудования.
2. Контроллера заряда-разряда аккумулятора.
3. Аккумуляторных батарей.
4. Инвертора.

Схема подключения батарей к электрическим устройствам в доме

Для более внятного представления работы всей схемы необходимо разобраться в работе и задаче каждого элемента.

• Диод Шоттки. Зачастую этот диод схематически не обозначается на схемах, так как считается изначально вмонтированным элементом системы. Главным предназначением таких диодов является препятствие протеканию обратного тока в ночное время суток и мало солнечную погоду.

• Контролер заряда АКБ. Является электронным устройством, способным автоматически управлять процессами зарядки и разрядки аккумулятора, а также защитить его от чрезмерной зарядки и разрядки.

Работа АКБ происходит следующим образом: в светлое время суток, когда аккумулятор осуществляет зарядку от солнечной батареи, контроллер следит за напряжением на клеммах аккумулятора, и как только оно достигает верхнего предела, процесс зарядки работа по приему энергии прекращается и ток перенаправляется к нагрузке.

В темное время суток солнечная панель не осуществляет работу, а питание всех составляющих системы осуществляется исключительно за счет предварительно заряженного аккумулятора. Как только, напряжение на клеммах аккумулятора достигло нижнего предела – контроллер производит отключение работы схемы.

Дополнительными функциями, которые контроллер осуществляет для защиты элементов реализованной схемы, являются: короткое замыкание и гроза.

• Аккумуляторная батарея. В реализации такой схемы работы системы является накопителем электрической энергии, вырабатываемой солнечной батареей на протяжении всего светового дня. Такая реализация схемы дает возможность осуществлять обслуживание электрических приборов в темное время суток.

Подключение батарей к аккумулятору

В качестве аккумуляторной батареи можно использовать: автомобильные аккумуляторы (только на открытом пространстве), необслуживаемые аккумуляторы (специально предназначены для осуществления многократных и частых циклов зарядки-разрядки).

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

• Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры. В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
• Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.

• Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей. Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения. К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
• Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.

• Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
• На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Принцип работы

Выпускаемые сегодня модели способны вырабатывать электроэнергию даже в облачную и слишком пасмурную погоду. Однако КПД одного модуля сравнительно невысок и составляет скромные 15-25%, вырабатывая в среднем 50-300 Вт электроэнергии в зависимости от текущей окружающей обстановки. Для достижения высокой производительности необходимо подключение нескольких, а иногда и десятков элементов в единую сеть.

Фотографии частных домов с подключенной системой солнечного отопления

Если говорить об отопительной системе на основе солнечных батарей, классическая схема состоит из трех элементов:

1. Рассмотренный солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию
2. Тепловой аккумулятор – изолированный от тепловых потерь бак, в котором находится нагреваемый Тэнами теплоноситель
3. Отопительный контур, состоящий из трубных магистралей и радиаторов отопления, по которому теплоноситель циркулирует принудительным или естественным образом и отдает тепло окружающей среде

Видео — Дом на солнечных батареях

В зависимости от предпочтений и конкретной выбранной реализации солнечные батареи для отопления дома могут использоваться в других модифицированных схемах отопления, когда вместо коллектора устанавливается электрический котел проточного типа. Покупка необходимого оборудования обойдется дороже, однако отопление будет более практичным и экономичным.

Клик для увеличения

Еще один из вариантов реализации отопления на солнечных батареях – использование электрических обогревателей, теплых полов, электрических конвекторов и т. д. Таким образом, полученная электроэнергия потребляется для питания отопительных электроприборов. К подобным схемам прибегают лишь в небольших загородных домах.

Устанавливать рекомендуется на крыше дома с южной стороны. Чтоб обогреть коттедж площадью свыше 100 квадратов, необходимо покрыть фотоэлементами до 35-40 кв. м. В доме нужно отвести отдельное помещение для размещения монтируемого отопительного оборудования – котельную.

Солнечные батареи.

При покупке солнечной панели следует знать, что солнечные панели бывают двух видов:

• Поликристаллические.
• Монокристаллические.

В чём же их отличие? Панели отличаются между собой по технологии производства так называемых солнечных элементов, из которых, и состоит солнечная панель.

У поликристаллической панели активная поверхность синего цвета, а у монокристаллической панели черного, с характерными углами.

Какая панель лучше?

Поликристалл однозначно лучше, так как он работает эффективнее при пасмурной погоде и слабом солнечном свете. Монокристаллические панели имеют меньшую площадь при одинаковых мощностях с поликристаллической панелью, поэтому в пасмурную погоду монокристаллические панели работают менее эффективно.

Наиболее чаще применяются 12 вольтовые панели, которые удобней адаптировать с 12 вольтовыми аккумуляторами. Обычно под значением 12V панель подразумевается 17V — 18V, это нужно для того чтобы когда панель в пасмурную погоду производит меньшее энергии она смогла компенсировать падение напряжения.

Солнечные панели при изготовлении уже имеют подключённые диоды Шоттки, которые защищают солнечные элементы от выхода из строя в момент, когда панель перестаёт генерировать электроэнергию и становится сама потребителем электроэнергии от аккумулятора. Именно диод препятствует обратному протеканию электрического тока.

Контроллер заряда.

Контроллер заряда аккумулятора управляет процессом заряда и препятствует чрезмерному заряду и разряду аккумуляторной батареи.

Принцип работы контролера следующий. Когда панель генерирует электрический ток, аккумулятор заряжается. Когда напряжение на клеммах 12 V аккумулятора достигнет предельного значения 14 V, контроллер отключает зарядку.

Когда солнечная батарея не работает в ночное время, система работает от аккумулятора. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет нижней границы 11V, контроллер отключит его от системы, тем самым предотвратит его полный разряд. К контроллеру можно подключить потребителей постоянного тока 12V через соответствующие клеммы (обозначены рисунком лампочкой), например светодиоды для освещения помещения.

Аккумуляторная батарея.

 

В системе аккумуляторная батарея выполняет функцию аккумулятора электроэнергии, который подзаряжает солнечная панель. Для подключения в систему можно использовать любые свинцово-кислотные аккумуляторы, а также гелевые. В жилом помещении лучше использовать аккумуляторы закрытого типа. Обычно используются 12V автомобильные аккумуляторы.

Инвертор.

Инвертор — он же преобразователь напряжения, подключается к аккумулятору и получает на входе постоянное напряжение, обычно 12V, на выходе из инвертора мы уже получаем переменное напряжение синус 50гц, 220V, к которому можно подключать бытовые приборы, работающие от сети переменного тока 220V.

Кабель.

При монтаже стационарных солнечных панелей производители рекомендуют использовать специальный кабель, для подключения солнечных батарей, который имеет повышенную защиту изоляции от ультрафиолетовых лучей. Можно использовать обычный медный кабель с дополнительной защитой из гофры. Это касается только кабеля который идёт от панели к контроллеру, на всех остальных участках используется обычный медный кабель.

Срок службы такой схемы

Единой цифры нет. Каждый из элементов имеет свои характеристики и рассчитан на свой срок службы. Наиболее долго среди них могут служить солнечные панели.

Практика показала:

• Монокристаллические панели способны генерировать ток в течение 3 десятков лет и даже больше.
• Более дешевые поликристаллические будут работать на протяжении 20 лет.
• Гибкие панели имеют срок службы 7-20 лет. Наиболее короткую «жизнь» имеют изделия первого поколения, наиболее длинную – изделия второго поколения. Главным минусом является быстрая деградация. В течение первых 24 месяцев работы их мощность падает на 10-40%.

Используемые на больших солнечных станциях модули смогли работать с одинаковой мощностью в течение 25 лет. Заявленные в описании характеристики выполнялись на 100%. Это говорит об отсутствии деградации. Некоторые из панелей уменьшили выработку на 10%. Производители  гарантировали уменьшение выработки на 20%.

Независимо от срока использования светочувствительные элементы никогда не теряют своей производительности. То есть может пройти 50 лет, и они могут производить такое же количество электроэнергии. На ухудшение выработки влияет разрушения защитных пленок, которые позволяют влаге проникать внутрь панели и вызывать коррозию всех соединений. Этот минус приводит к увеличению сопротивления, чрезмерному нагреву, разрушению соединений. Аккумуляторы могут работать 2-15 лет, силовая электроника – 5-20 лет.

Схема работы солнечного электроснабжения

Когда проводишь взглядом по загадочно звучащим названиям узлов, входящих в состав системы питания солнечным светом, приходит мысль о супертехнической сложности устройства. На микроуровне жизни фотона это так. А наглядно общая схема электрической цепи и принцип ее действия выглядят очень даже просто. От светила небесного до «лампочки Ильича» всего четыре шага.

Солнечные модули – первая составляющая электростанции. Это тонкие прямоугольные панели, собранные из определенного числа стандартных пластин-фотоэлементов. Производители делают фотопанели различными по электрической мощности и напряжению, кратному 12 вольтам.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные батареи используются в регионах с низким количеством пасмурных дней, эксплуатируют их в качестве основного или дополнительного поставщика энергии
Есть смысл в сооружении системы солнечных батарей в районах с малоразвитой инфраструктурой, которые еще не подключены к централизованным электросетям
В летнее время на дачном участке солнечные приборы смогут обеспечить энергией электроприборы и систему отопления
Аппаратура для контроля работы и регулировки солнечных панелей не занимает много места, обычно включает инвертор, контроллер и АКБ
Если на участке есть свободная, хорошо освещенная площадка, солнечную электростанцию можно расположить на ней
При хорошей защите от атмосферного негатива устройства управления и контроля работы солнечной батареи можно располагать на улице
Солнечную электростанцию для частного дома можно собрать из батарей заводского производства
Значительно более дешевой и практически равной по производительности будет солнечная батарея, собранная своими руками из кремниевых пластин

Установка солнечных панелей на скатах крыши

Монтаж на террасах, верандах, балконах мансард

Гелиосистема на покатой крыше пристройки

Внутренний блок солнечной мини электростанции

Расположение на свободной площадке участка

Сооруженный на улице блок аппаратуры для батареи

Сборка солнечной панели из готовых батарей

Изготовление солнечной батареи своими руками

Устройства плоской формы удобно располагаются на открытых для прямых лучей поверхностях. Модульные блоки объединяются при помощи взаимных подключений в гелиобатарею. Задача батареи преобразовывать получаемую энергию солнца, выдавая постоянный ток заданной величины.

Аккумуляторы – известные всем устройства накопления электрического заряда. Их роль внутри системы энергоснабжения от солнца традиционна. Когда домашние потребители подключены к централизованной сети, энергонакопители запасаются электричеством. Они также аккумулируют его излишки, если для обеспечения расходуемой электроприборами мощности достаточно тока солнечного модуля.

Аккумуляторный блок отдает цепи требуемое количество энергии и поддерживает стабильное напряжение, как только потребление в ней возрастает до повышенного значения. То же происходит, например, ночью при неработающих фотопанелях или во время малосолнечной погоды.

Схема энергообеспечения дома с помощью солнечных батарей отличается от вариантов с коллекторами возможностью накапливать энергию в аккумуляторе (+)

Контроллер – электронный посредник между солнечным модулем и аккумуляторами. Его роль регулировать уровень заряда аккумуляторных батарей. Прибор не допускает их закипания от перезарядки или падения электрического потенциала ниже определенной нормы, необходимой для устойчивой работы всей гелиосистемы.

Инвертор – переворачивающий, так дословно объясняется звучание этого слова. Да, ведь на самом деле, этот узел выполняет функцию, когда-то казавшуюся электротехникам фантастикой. Он преобразует постоянный ток солнечного модуля и аккумуляторов в переменный с разностью потенциалов 220 вольт. Именно такое напряжение является рабочим для подавляющей массы бытовых электроустройств.

Поток солнечной энергии пропорционален положению светила: устанавливая модули, хорошо бы предусмотреть регулировку угла наклона в зависимости от времени года

Подключение к энергосистеме дома

Что же касается интеграции собранного гелибатареи в энергосистему частного дома, то здесь есть несколько вариантов. Так, самой востребованной является схема с использованием контроллера заряда, батарейного инвертора и аккумуляторных батарей. Напряжение от гелиополя сначала направляется на заряд АКБ и лишь после этого передается на нагрузку.

Нагрузку, как правило, подразделяют на 2 категории: резервируемую (холодильники, газовые котлы, аварийное освещение и т.д.) и не резервируемую (обычное освещение, компьютер и пр.). Потребляемая мощность резервируемых приборов может быть любой, но длительность их автономной работы определяется емкостью АКБ.

Благодаря наличию особого батарейного инвертора становится возможной передача электричества на нагрузки в том случае, если напряжение на АКБ превышает заданное значение. При этом потребители могут запитываться от гелиоэнергии даже при наличии напряжения в центральной электросети. Таким образом, существенно уменьшается внешнее энергопотребление дома.

При отключении центральной сети инвертор запитает резервируемую нагрузку от АКБ. Если гелиополе в это время производит энергию, то инвертор использует и ее. Излишки солнечной энергии, не расходуемые на нагрузку, пойдут на зарядку АКБ. Данная схема отлично подходит для обеспечения автономного энергоснабжения, она работает и при отсутствии центрального напряжения питания. Но при этом не резервируемая нагрузка будет запитываться только от солнца (по остаточной технологии), приоритетными являются резервируемые потребители.

Роль каждого элемента в схеме

Солнечная панель генерирует электрический ток. Она сразу готова к монтажу. Установить можно либо монокристаллическую, либо поликристаллическую панель. Больше плюсов имеет первый тип.

Контроллер заряда предназначен для управления подзарядкой аккумуляторных батарей. На его выходе формируется напряжение в 13,7 В. Этого недостаточно для полного заряда аккумуляторной батареи. Для ее заряда нужно использовать зарядное устройство, которое дает 16,2 В на выходе.

Контроллер заряда получил такие характеристики специально. Бывают моменты, когда жители дома не используют электрический ток, и в это время аккумулятор может перезарядиться. Этого допускать нельзя.

Этот элемент имеет такой минус: позволяет электрическому току двигаться назад к размещенной на крыше загородного дома солнечной панели. Днем обратное движение не происходит, однако ночью ситуация меняется. Поэтому специалисты рекомендуют:

• заменить его на диоды или аналоговые коммутаторы;
• установить дополнительные аккумуляторы.

Аналоговые коммутаторы или диоды не позволяют току двигаться к панели. Они не ограничивают зарядку аккумуляторов. Поэтому надо либо отключать батареи, либо установить дополнительные. Второй подход является лучшим, ведь формируется дополнительный запас электрического тока. 

Более прогрессивной заменой контроллера и диодов является специальная система управления зарядом аккумуляторов. Она дорогая.

Функцией инвертора является преобразование постоянного тока в переменный и поднятия напряжения с 12 В до 220 В. Он следит за уровнем разряда батарей. При критическом уровне он перестанет работать.

Реальная выработка солнечной электростанции для дома

Выработка зависит от мощности и угла наклона панелей, интенсивности солнца и продолжительности светового дня.

Между собой батареи отличаются площадью, что отражается на их мощности. Это может быть 10Вт, 100Вт, 150Вт, 260Вт и так далее. Однако реальная выработка панели обычно выше её номинальной мощности, так как необходимо учитывать коэффициент интенсивности солнца. В южных регионах солнце светит сильнее и дольше, а в северных слабее и меньше, поэтому одна и та же панель вырабатывает разное количество электроэнергии.

Пример из практики

Это график выработки электроэнергии одной панелью мощностью 260Вт за июнь 2018 года. Суммарная выработка станции за месяц — 34,89 кВт. Из расчета, что номинальная месячная мощность батареи — 7,8кВт (260Вт Х 30 дней), её фактическая мощность оказалась в 4.5 раза выше (поправочный коэффициент). Летом он больше, зимой – меньше или вообще отсутствует.

Из графика видно, что выработка непостоянна и присутствуют резкие спады – это пасмурные дни, когда световой день короче, а солнечная активность очень слабая. Худшая производительность была зафиксирована 17.06 — около 0.4кВт, а максимальная 25.06 — около 1.4кВт.

А вот так выглядит выработка солнечной батареи по часам в течение дня:

Выработка начинается ближе к 9 утра, достигает пика к 13:00, затем постепенно снижается и прекращается около 19:00. В течение дня есть небольшие провалы — когда солнце было закрыто облаками.Примерно с 13:00 до 15:00 выработка электроэнергии была нестабильна из-за облачности. Но и это не сильно сказалось на итоговой производительности станции — 1.32кВт.В течение дня было множество провалов, что и отразилось на итоговой выработке станции — 0.98кВт.    А это пасмурный дождливый день, когда солнечная активность очень слабая и выработка в течение дня составила 0.45кВт.

Из этого можно сделать вывод, что целиком полагаться на солнечную электроэнергию сложно. Производительность станции сильно зависит от интенсивности солнца и даже летом она может быть непостоянна из-за пасмурной погоды.

Что представляет собой бытовая солнечная батарея

Чтобы понять, подходит ли гелиостанция для ваших нужд, надо понимать, что такое бытовая солнечная батарея. Само устройство состоит из:

• солнечных панелей
• контроллера
• аккумулятора
• инвертора

Если устройство предназначено для отопления дома, в комплект будут также включены:

• бак
• насос
• комплект автоматики

Солнечные панели — прямоугольники 1х2 м либо 1,8х1,9 м. Для обеспечения электричеством частного дома с 4-мя жильцами надо 8 панелей (1х2 м) либо 5 панелей (1,8х1,9 м). Устанавливают модули на крышу с солнечной стороны. Угол наклона крыши 45° с горизонтом. Существуют вращающиеся солнечные модули. Принцип работы солнечной батареи с поворотным механизмом аналогичен стационарной, но панели поворачиваются вслед за солнцем благодаря фоточувствительным датчикам. Стоимость их выше, но КПД достигает 40%.

Конструкция стандартных солнечных батарей следующая. Фотоэлектропреобразователь состоит из 2 слоев n и p типа. n-слой изготавливают на основе кремния и фосфора, что приводит к избытку электронов. p-слой делают из кремния и бора, в результате чего образуется избыток положительных зарядов («дыр»). Слои помещают между электродов в таком порядке:

• покрытие против бликов
• катод (электрод с отрицательным зарядом)
• n-слой
• тонкий разделительный слой, препятствующий свободному переходу заряженных частиц между слоями
• p-слой
• анод (электрод с положительным зарядом)

Фотоэлектрические модули производят с поликристаллической и монокристаллической структурами. Первые отличаются большим КПД и высокой стоимостью. Вторые – дешевле, но менее эффективны. Мощности поликристаллических достаточно для освещения/отопления дома. Монокристаллические используются для генерации малых порций электричества (в качестве резервного источника энергии). Существуют гибкие солнечные батареи на основе аморфного кремния. Технология находится в процессе модернизации, т.к. КПД аморфной батареи не превышает 5%.

Положительные и отрицательные стороны

Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:

• Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
• Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
• Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
• Дом будет обогреваться на протяжении всего года

Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному. Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).

Клик для увеличения

Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:

• Высокие первоначальные затраты
• Сложность монтажа оборудования
• Необходимость в резервном источнике отопления

Схема подключения солнечных батарей

Существует 2 способа, как можно подключить солнечную панель: параллельный и последовательный. При параллельном соединении, положительную клемму одного модуля соединяют с положительной клеммой другого, отрицательную – с отрицательной. Так соединяют необходимое количество элементов. Последний проводами соединяют с контроллером. Параллельное соединение дает напряжение в 220 В, но увеличивает выходную мощность.

Рассмотрим, как подключить солнечную батарею, если необходимо снять большее напряжение (например, 24 В). Для этого используется последовательное соединение солнечных модулей. В этом случае панели между собой соединяют так: положительную клемму первого модуля подключают к отрицательной клемме второго модуля. Такое подключение допускает любое количество элементов. Оставшиеся свободные провода выводят на контроллер. Как и при параллельном способе, последовательно подключать элементы не сложно.

Существует иной способ, подключения солнечной батареи. Последовательно-параллельный метод — комбинация из последовательно соединенных параллельным соединением групп элементов. Принцип работы данной схемы подключения аналогичен прочим, но позволяет одновременно регулировать выходную мощность и выходное напряжение.

Подключая солнечные батареи, необходимо купить подходящий аккумулятор. Если их несколько, устройства объединяют в цепи:

• параллельно, что сохраняет величину напряжения и увеличит емкость
• последовательно, что не дает увеличение емкости, но напряжение системы будет складываться из напряжения всех аккумуляторов
• последовательно-параллельно — параллельное включение аккумуляторов внутри групп с дальнейшим последовательным подключением этих групп; данная схема увеличивает емкость (она равна суммарной емкости параллельно подключенных аккумуляторов) и напряжение (суммарное напряжение складывается из напряжений всех подключенных последовательно групп)

Аккумуляторы для гелиостанций должны отвечать ряду требований:

1. простота эксплуатации
2. широкий диапазон рабочих температур
3. способность переносить большое количество разрядов/зарядов
4. должны быть адаптированы для заряда током большой мощности
5. низкий уровень саморазряда
6. большая емкость (минимальная емкость должна быть равна количеству заряда, достаточному для поддержания резервируемых нагрузок в течение 4 часов+35% от этой емкости)

В зависимости от устройства аккумуляторы подразделяются на:

• АСБ (автомобильные) применяются в основном для маломощного уличного освещения, выделяют вредные вещества (устанавливаются только в обособленных от жилья, хорошо вентилируемых помещениях) и быстро выходят из строя
• литий-железо-фосфатные – энергоемкие, но дорогие; плохо переносят перегрев; в гелиосистемах применяются редко
• свинцово-кислотные с жидким электролитом – долговечны, надежны, дорогие; подходят для мощных систем
• свинцово-кислотные AGM (вместо жидкого электролита, стекловолокно пропитанное электролитом) – долговечнее обычных кислотных, заряжаются малыми токами, чувствительны к избыточному заряду,

Создание 12-вольтной солнечной батареи в домашних условиях своими руками

Сегодня на рынке доступно большое количество солнечных батарей, некоторые обещают зарядить ваш телефон, в то время как у других достаточно энергии для зарядки ipad. Они стали вполне доступными и портативными. Однако у всех них есть один существенный недостаток, и он связан с тем, как зарядная схема в телефоне и планшете заряжает свою внутреннюю батарею.

Итак, вы нашли идеальную солнечную панель, которая имеет идеальный USB-разъем для вашего телефона, установили его под яркое солнце, и телефон заряжается, как и ожидалось. Однако, если вы не живете в пустыне, в небе всегда есть вещи, которые разрушат вашу идеальную систему зарядки. Это облака, птицы, дрожащие деревья или даже пролетающие самолеты. Зарядная цепь телефона оснащена защитой и когда она обнаруживает падение напряжения в источнике питания, он начинает считаться ненадежным, а она отключает его от внутренней батареи.

Тем не менее, для источников солнечной энергии на даче внезапные прерывания питания происходят постоянно. Достаточно просто пройти мимо кого-нибудь и бросить тень на солнечную панель, чтобы отключить процесс зарядки. Несмотря на то, что вы купили идеальную систему, вы можете вернуться через час и обнаружить, что телефон не заряжается. А иногда, что еще хуже, телефон запускает свои цепи, чтобы заблокировать колеблющийся источник питания и это на самом деле в конечном итоге использует еще больше заряда от батареи.

Данная инструкция о том, как сделать солнечную батарею в домашних условиях для хранения избыточного заряда при полном солнечном освещении и использовать этот избыточный заряд для того, чтобы выждать время, когда на панели есть тень. Я разработал систему для работы с 12 В, потому что это нормальное напряжение для обычных коммерческих солнечных панелей, с которыми можно работать.

Основные характеристики для моей схемы:

• Номинальное напряжение ……………. 13,0 В
• Емкость аккумулятора …………….. 3,3Ач
• Энергетическая мощность……..> 40Wh
• Химия аккумуляторов …………… LiFePO4
• Максимальный ток зарядки ……….. 3А
• Максимальный ток разряда …… 7А (непрерывный)
• Импульсный ток разряда …. 27А (10сек)
• Напряжение падения заряда … 1 В
• Напряжение полного заряда ………… 14,4 В

Выходная мощность батареи оказалась намного более мощной, чем я первоначально ожидал, и она была достаточно мощной, чтобы питать небольшой инвертор для работы фар и других небольших приборов.

Химия LiFePO4 аккумуляторов выбрана потому, что она хорошо сочетается с выходным напряжением солнечной панели, а также за ее отличные характеристики мощности и длительный срок службы. Хорошая батарея должна обеспечивать более 1000 циклов зарядки.

Материалы, которые вам понадобятся для изготовления солнечных батарей:

Для батареи:

• 4 ячейки LiFePO4, приобретите их как предварительно собранный аккумулятор, либо соберите свой собственный
• 1x 12V LiFePO4 схема защиты аккумулятора. Я использую PCM-LFP7A4S из-за низкого потребления тока холостого хода

Для контроллера заряда аккумулятора:

• TL431 — Ленточный регулятор
• VN2222 — Может быть заменен на любой слабый N-канальный MOSFET
• 2x красных светодиода — тип не важен
• LTV-816 — Оптический изолятор с выходом BJT, может быть заменен на аналогичный
• IRF9Z24N — Мощный МОП-транзистор с каналом P-типа, для уменьшения потерь, можно использовать устройство большего тока.
• диод Шоттки 2А — здесь будет работать любой диод с низким прямым напряжением
• Потенциометр на 100К
• Резисторы: 4,7 кОм, 100 кОм, 510 кОм и 1 кОм. Обычные 1/8 Вт работают нормально, или выберите SMD, если вы предпочитаете их

Разъемы:

Я использую обычный 5-миллиметровый цилиндрический разъем для подключения питания к солнечной панели и автомобильный разъем для выхода

Измеритель мощности:

Amazon продает несколько светодиодных или жидкокристаллических измерителей напряжения по довольно низкой цене, любой из которых будет работать нормально.

Шаг 1: Справочная информация: Узнаём максимальную мощность солнечной панели

Вот некоторая основная справочная информация, которая поможет понять дизайн батарейного блока.

Солнечные батареи имеют постоянное напряжение и постоянную силу тока. Они имеют определенное расчетное напряжение, на которое рассчитана каждая панель. По мере того как нагрузка потребляет все больше и больше тока от панели, выходное напряжение немного падает, но не сильно. В какой-то момент потребление тока превышает количество тока, которое может генерировать панель (напрямую связано с количеством света, падающего на панель.) Эта точка называется точкой максимальной мощности. Проходя точку максимальной мощности, напряжение панели начинает падать, а выходная мощность уменьшается.

Таким образом, чтобы максимизировать количество энергии, генерируемой солнечной панелью, необходимо использовать солнечную панель как можно ближе к точке максимальной мощности. Это иллюстрируется графиком солнечной панели, которую я планирую использовать для проекта. Хотя окончательный дизайн будет работать со многими различными солнечными панелями, он будет наиболее эффективным, когда напряжение точки максимальной мощности солнечной панели соответствует проектному напряжению.

Для этого проекта я использую складную солнечную панель Mercury 27 производства Instapark.

Из графика мощности видно, что максимальная точка питания этой конкретной панели составляет 14 В.

Шаг 2: Базовые блоки схемы

Конструкция состоит из контроллера заряда, блока батарей, измерителя напряжения для наблюдения за состоянием заряда батареи и разъемов для ввода и вывода тока.

Шаг 3: Контроллер зарядки

Наиболее сложной частью конструкции является контроллер заряда. Есть несколько требований к дизайну, которым должен соответствовать контроллер заряда:

1. Низкое падение напряжения, поскольку напряжение на солнечной панели немного превышает 14 В, а номинальное напряжение аккумулятора составляет 13,4 В (3,35 В на элемент), допустимое напряжение отключения контроллера заряда должно быть как можно меньше.
2. Высокая сила тока. При максимальной выходной мощности солнечная панель будет выдавать ток около 2А. Таким образом, проходной транзистор должен иметь возможность пропускать как минимум 2 А тока с минимальным выпадением и не должен перегреваться.
3. Минимальный ток утечки на аккумулятор при отсутствии тока от солнечной панели. Это необходимо для предотвращения разряда аккумулятора при хранении.
4. Нет необходимости в регулировании силы тока. Поскольку солнечная панель является устройством постоянного тока, нет необходимости регулировать ток, протекающий через него, необходимо только регулировать напряжение.
5. Настраиваемая регулировка напряжения. Идеально настроить её для максимального напряжения зарядки литиевого элемента. Для данной конструкции это 14,4 В (3,6 В на элемент).

Схема показана в верхней части страницы.

Главный проход через транзистор это силовой P-MOS. В нормальном рабочем состоянии МОП-транзистор приводится в действие выше порогового значения, чтобы обеспечить минимальное сопротивление во включенном состоянии (линейный режим).

Регулирование напряжения осуществляется с помощью регулятора TL431.

Выход МОП-транзистора соединен с диодом Шоттки, чтобы предотвратить обратный ток от батареи в контроллер заряда. Диод Шоттки используется для минимизации падения напряжения во включенном состоянии.

Оптический изолятор используется для разрыва соединения между батареей и цепью обратной связи TL431. Несмотря на то, что делитель напряжения имеет довольно высокое сопротивление (100 кОм), он все равно даёт нежелательную утечку тока, когда батарея не используется. Таким образом, использование оптического изолятора, подключенного к напряжению питания солнечной панели, может эффективно отключить делитель напряжения, когда солнечная энергия отсутствует, что обеспечит минимальные потери мощности.

Шаг 4: Батарея

Самодельная солнечная батарея сделанная своими руками состоит из четырех 26650 LiFePO4-элементов, соединенных последовательно. Я использовал модули на 3,3Ач. Аккумуляторная батарея подключена к монитору батареи 8А, который защитит аккумулятор от перезарядки, недозарядки и короткого замыкания.

Есть и другие готовые аккумуляторы, которые также можно использовать. Для людей, которые не имеют опыта в создании аккумуляторов, я рекомендую купить один из готовых аккумуляторов со встроенной схемой контроля аккумулятора.

Аккумуляторная батарея опасна, так как это просто литиевая батарея очень высокой мощности и может при коротком замыкании она может взорваться.

Готовый аккумуляторный блок содержит контрольную цепь, которая защитит аккумулятор при обнаружении короткого замыкания.

Шаг 5: Собираем всё воедино

Контроллер заряда построен с использованием макетной платы с проволочной обмоткой. Весь девайс помещен в коробку, которая была у меня на руках.

На верхнюю крышку я добавил измеритель напряжения, купленный на Amazon. Он позволяет контролировать напряжение батареи во время зарядки и разрядки.

Перед использованием, для первоначальной регулировки необходимо снизить выходное напряжение до расчетного заданного значения. Лучший способ сделать это — использовать лабораторный источник питания, чтобы полностью зарядить аккумулятор до 14,4 В, а затем оставить аккумулятор на 5 минут, напряжение должно упасть примерно до 14 В.

Подсоедините источник питания (солнечный или лабораторный источник питания) и отрегулируйте потенциометр, пока аккумулятор снова не зарядится до 14,4 В.

Транзистор P-MOS немного нагревается при использовании, я поместил на него небольшой радиатор, чтобы он не перегревался в жаркий день.

Инверторы для солнечных батарей. Виды и особенности. Работа

Инверторы для солнечных батарей, преобразующие постоянный ток солнечной батареи, в переменный с напряжением 220 вольт. Постоянный ток на инвертор поступает не только от солнечной батареи, но и от аккумуляторной батареи. Аккумуляторы в основном применяются в качестве запасного источника питания во время перебоев с электричеством в сети.

Энергетическая установка, работающая от солнца, имеет в составе:

• Батарея солнечных элементов.
• Преобразователь напряжения (инвертор).
• Батарея аккумуляторов.
• Зарядный контроллер.

Чтобы вся система энергоустановки работала с надлежащими параметрами, все ее части необходимо подобрать, учитывая технические данные каждого устройства. Такие требования можно отнести и к инвертору, который прежде всего работает вместе с солнечными элементами.

Блоки солнечных фотоэлементов образуют напряжение трех видов: 12, 24, 48 вольт, постоянного тока. Электрические приборы нельзя подключать сразу непосредственно к солнечным батареям, так как приборы рассчитаны на 220 вольт переменного тока. Поэтому инвертор должен преобразовать вырабатываемую энергию солнечных батарей в обычный вид питания, приемлемый для бытовых домашних электроустройств. Это основное назначение таких приборов, как инверторы для солнечных батарей.

Разновидности инверторов, их свойства

• Сетевые инверторы для солнечных батарей подключаются между батареей на фотоэлементах и сетевым питанием на 220 вольт переменного тока. Применяются только днем, дают возможность работы отдельных бытовых приборов, которые подключены напрямую к инвертору.
• Автономные инверторы для солнечных батарей. Применяются в работе солнечной батареи с использованием аккумуляторных батарей. В такой схеме инвертор задействуют для изменения постоянного тока батареи аккумуляторов, которая в свою очередь получает заряд от солнечных батарей. Такие модели используют в источниках бесперебойного снабжения питанием. Таким образом, создается независимость потребления энергии от непостоянной работы энергоснабжающей системы.

Основной характеристикой действия инвертора является форма сигнала выхода переменного тока. Выходной сигнал может быть в виде следующих форм:

• Синусоидальная форма.
• Квази синусоидная форма (модифицированный вариант).

Первый вид инверторов, с чистым синусом – это самый оптимальный вариант применения, так как он создает синусоиду тока идеальной формы. Она по качеству формы выше, чем в обычной домашней сети питания. Такие свойства тока надежно предохраняют электроприборы от неисправностей, так как приборы чувствительны к напряжению с нестабильными свойствами. Эти инверторы для солнечных батарей имеют высокую стоимость, повышенные габаритные размеры делают их не очень удобными для размещения.

Квази синусоида тока, получаемая инверторами второго типа, только имитирует настоящий синус, так как имеет форму треугольника или прямоугольника, а также трапеции. Но такие инверторы распространены шире, так как стоят дешевле, имеют компактный корпус. Единственным их недостатком является то, что к нему нежелательно подключать электроприборы с повышенной чувствительностью к скачкам напряжения сети.

Как выбрать инверторы для солнечных батарей

При выборе преобразователя нужно внимательно отнестись к некоторым свойствам устройства:

• Максимальная и номинальная мощность.
• Потребление энергии вхолостую.
• Интервал рабочих температур.
• Вес устройства.
• Коэффициент полезного действия.

Нужно также иметь ввиду, что мощность преобразователя выбирается в зависимости от напряжения выхода батареи аккумуляторов или солнечной батареи. Зависимость мощности выражается следующим образом:

• 12 вольт – менее 600 ватт.
• 24 вольта – 600-1500 ватт.
• 48 вольт – выше 1,5 кВт.

Следует обратить внимание на наличие систем защиты:

• Выходная перегрузка.
• Короткое замыкание.
• Чрезмерно высокого и слишком низкого напряжения.
• Перегрева.

Можно по внешнему виду и массе прибора уже сделать некоторые выводы по техническим свойствам. На 100 ватт мощности получается 1 кг веса устройства. Отсюда можно рассчитать, имеет ли преобразователь трансформатор выхода. Его наличие указывает на качество исполнения инвертора. Достаточно широкий интервал рабочих температур прибора характеризует его положительную работоспособность.

Электрическая энергия, получаемая от батареи солнечных элементов, будет использоваться экономично, если:

• Коэффициент полезного действия преобразователя не менее 90%.
• Потребляемая мощность без нагрузки преобразователем менее 1% от его номинала.

При расчете всей схемы инверторы для солнечных батарей должны обеспечить мощностью питание вместе взятых электроприборов, которые будут подключены к энергоустановке. Но нельзя забывать, что при запуске ток любого устройства превосходит номинальное значение. Этот ток возникает на несколько секунд, затем устройство работает в нормальном режиме. При выборе инвертора, нужно сделать поправку на мощность, которая должна превышать номинальное значение в 1,5 раза.

Подключение инвертора

При подключении нужно знать, что кабель постоянного тока должен иметь сечение, достаточное для передачи силы тока расчетной мощности установки. Длина кабеля не должна быть слишком длинной.

При значительной удаленности солнечных элементов от устройств, потребляющих энергию, наращивают кабель переменного тока на 220 вольт, а преобразователь располагается возле батареи фотоэлементов. Длина электрокабеля от инвертора до солнечной батареи не должна быть больше 3 метров.

Специальные требования создаются к мощному преобразователю, более 0,5 кВт. Кабель должен иметь качественный жесткий контакт электрического соединения от проводов до контактных клемм устройства. При некачественном контакте возникает искрение, которое создает причины для пожара. Применяя автономные преобразователи в бесперебойном питании, нужно монтировать автоматические выключатели в цепь постоянного тока. Рекомендуется брать во внимание форму сигнала выхода напряжения преобразователя при применении его в солнечных батареях.

Многие бытовые устройства нормально функционируют от сети переменного тока при модифицированной форме синуса выходного сигнала. Но есть такие устройства, которые требуют для работы переменный ток с чистым синусом, во избежание возникновения неисправностей. К таким потребителям можно отнести автоматику котлов, работающих на газе, насосы циркуляции с непрерывным циклом работы и т.п.

Также нельзя подключать к переменному току, получаемому от инверторов с квази синусоидным током, видеопроекционные устройства и аудиоаппаратуру с высокочувствителными системами и т.п.

Гибридная обвязка

Оптимальной схемой работы системы энергоустановки на солнечных батареях является обвязка гибридного типа, по переменному и постоянному типу. Практически нет смысла применения зарядного контроллера и преобразователя в одной системе. Выработка тока увеличивается от этого только на несколько процентов. Такой вид обвязки подходит для увеличения надежности функционирования оборудования.

Имея ввиду значительную эффективность применения сетевых инверторов, львиную долю количества батарей фотоэлементов нужно подключать только через преобразователь (инвертор). Инверторы имеют значительный недостаток, заключающийся в том, что он не может работать без основного сетевого напряжения. Значит инвертор, подключенный к аккумуляторной батареи, должен всегда быть в работе. А если возникнет ситуация, когда наступят пасмурные дни и не будет электричества? Ведь инвертор должен начать работу по защите батарей от чрезмерного разряда.

Для этого оптимальным вариантом стала гибридная обвязка.

По одному переменному току система не будет запускаться автоматически. При появлении солнечного света можно выключить потребители, и вручную включить инверторы для зарядки аккумуляторов. Но оптимальным решением будет, если несколько отдельных солнечных элементов будут работать именно на зарядку батареи аккумуляторов. В таком случае инвертор лучше включить через контроллер после окончания заряда батарей. После запуска инвертора автоматически подключатся сетевые инверторы и нагрузка. В итоге можно сделать вывод, что гибридная обвязка необходима в автономных системах снабжения электричеством, и в случаях, когда электричества не бывает в сети долгое время. Также гибридная обвязка применяется, если нет запасного генератора.

Входная мощность

Факторы, влияющие на мощность батарей солнечных элементов:

• Число необходимых инверторов.
• Мощность входа инверторов.

Если мощность батарей менее 5 кВт, то достаточно иметь один преобразователь. В случаях с большей мощностью солнечных батарей устанавливают несколько инверторов, из расчета 1 инвертор на каждые 5 киловатт. Инверторы для солнечных батарей нельзя включать по последовательной схеме, каскадом. Рекомендуется к отдельному инвертору присоединить отдельно несколько солнечных панелей и бытовых приборов. Такой метод предотвращает выход из строя всей системы из-за неисправности одного инвертора.

Входную мощность инвертора рассчитывают с 30% запасом. Но следует понимать, что от этого уменьшается производительность преобразователя.

Выходная мощность

Этот параметр должен быть выше на 50% суммы мощностей бытовых устройств. Этот резерв нужен для обеспечения функционирования устройств, оснащенных электродвигателями, которые при пуске расходуют больше электричества, чем при номинальном режиме. Если защита преобразователя настроена на режим по номиналу мощности, то включать устройства с электродвигателями будет нельзя, так как сработает защита при запуске двигателей, и произойдет отключение электроэнергии.

Похожие темы

Что делает солнечный инвертор? Узнайте о пяти основных обязанностях инвертора.

Центральный инвертор SMA.

Солнечные инверторы — это самый трудолюбивый компонент солнечной батареи, как описала PV Evolution Labs (PVEL) в своей первой «Таблице показателей PV инвертора».

В отчете говорится, что инверторы несут исключительную ответственность за выполнение большего числа операционных функций, чем любой другой компонент фотоэлектрической системы. Эти обязанности продолжают расти по мере того, как системы становятся умнее и усиливают взаимодействие с энергосистемой.

Итак, что именно делает инвертор? В своем отчете PVEL обозначил пять основных должностных обязанностей для солнечных инверторов.

1. Преобразование постоянного тока в переменный

Основная функция инвертора — преобразовывать мощность постоянного тока (DC), создаваемую солнечными панелями, в мощность переменного тока (AC), которую можно использовать в домах и на предприятиях или подавать непосредственно в сеть в проектах, расположенных на передней панели счетчика. (солнечные батареи промышленного масштаба).

2. Увеличьте выходную мощность

Инверторы

отвечают за непрерывное отслеживание напряжения солнечной батареи для определения максимальной мощности, при которой модули могут работать, согласно PVEL.Если затенение происходит из-за факторов окружающей среды или если модули выходят из строя, инвертор может случайно определить неправильный пик в цепочке, тем самым уменьшая общее производство энергии системой.

3. Интерфейс с сеткой

Интеллектуальные инверторы, новый рубеж солнечных инверторов, перешли от односторонней связи к двусторонней связи с сетью, помогая с функциями поддержки сети. Благодаря передовому программному обеспечению интеллектуальные инверторы могут выполнять определенные функции поддержки сети, связанные с напряжением, частотой, связью и управлением.

Одна из важнейших возможностей интеллектуальных инверторов для помощи в электросети — это способность выдерживать небольшие помехи (например, изменения напряжения). Интеллектуальные инверторы могут переключаться в режим ожидания в случае изменения напряжения и наблюдать, как долго происходит нарушение, а затем выключаться, только если нарушение длится слишком долго. Это гарантирует минимальные колебания напряжения в сети из-за полного отключения распределенных ресурсов и остановки производства электроэнергии. Прочтите об интеллектуальных инверторах здесь.

4. Отчет о выработке электроэнергии

Инверторы

позволяют владельцам солнечных батарей отслеживать выходную мощность своих солнечных систем. Согласно PVEL, у большинства инверторов есть возможности связи через проводной Ethernet, Bluetooth или Wi-Fi. Такое коммуникационное соединение может подвергнуть инверторы риску кибератак, но ученые работают над решениями, чтобы уменьшить эту возможность. Подробнее о кибербезопасности инверторов здесь.

Владельцы солнечных батарей

могут просматривать коды ошибок, диагностику и информацию о производстве электроэнергии от инверторов на своих компьютерах или даже в специальных приложениях для смартфонов, подобных тому, что предлагает SolarEdge. Крупные владельцы солнечных батарей могут захотеть дополнительно инвестировать в расширенные услуги мониторинга, чтобы помочь диагностировать и исправить проблемы на массивах с несколькими инверторами через стороннего поставщика, такого как Solar-Log.

5. Обеспечить безопасную работу системы

Инверторы

должны отключаться в случае возникновения электрической дуги, которая может быть вызвана старением системы и деградацией материала, согласно PVEL.Они запрограммированы на идентификацию этих дуг, но PVEL обнаружил, что не все инверторы делают это эффективно. Лучшими показателями в тестах PVEL на землю и дуговых замыканий были инверторы Delta и Fronius.

Поскольку инверторы состоят из множества электронных компонентов и выполняют множество функций, по данным PVEL, они с большей вероятностью выйдут из строя, чем любой другой компонент фотоэлектрической системы. Струнные и центральные инверторы имеют разные плюсы и минусы, но струнные инверторы легче обслуживать, когда неизбежен отказ. Узнайте больше о том, как монтажники должны подготовиться к отказу инвертора здесь.

Инверторы

— важная часть солнечной системы, и их функции постоянно развиваются, поскольку проекты в энергосистеме и солнечной энергии становятся умнее.

Legion Solar — Самостоятельная солнечная энергия

Контроллер Legion Solar Off Grid (Gen 3)

OffGrid Controller — это объединитель аккумуляторов, увеличивающий полезную емкость. Он определяет, когда мощность сети снижается, и автоматически включает питание резервного инвертора для подачи питания на автономную ветвь цепи, где вы можете обеспечить все свои основные потребности в любой чрезвычайной ситуации.Когда питание отключается, автоматически включаются свет и приборы, подключенные к этой ветви. При возобновлении подачи электроэнергии аварийная ответвленная цепь автоматически отключается.

Комплект расширения Legion Solar 300 Вт, 230 В переменного тока (поколение 3)

Масштабируемое решение для самостоятельной сборки (DIY) солнечной энергии Legion Solar, которое легко установить и окупается в 3 раза быстрее, чем традиционные системы. Потребители могут легко разработать систему, соответствующую их уникальному бюджету, потребностям и образу жизни.

Комплект расширения Legion Solar 300 Вт, 120 В переменного тока (поколение 3)

Масштабируемое решение для самостоятельной сборки (DIY) солнечной энергии Legion Solar, которое легко установить и окупается в 3 раза быстрее, чем традиционные системы.Потребители могут легко разработать систему, соответствующую их уникальному бюджету, потребностям и образу жизни.

Командир солнечных батарей Легиона (поколение 3)

BatteryCommander подключается между микроинвертором и солнечной панелью. В дневное время солнечная энергия используется в качестве дополнения к энергии от вашей коммунальной компании и для зарядки аккумуляторов. Ночью батареи дополняют ваше использование, позволяя Legion Solar полностью компенсировать ваше дневное и ночное потребление.

Сумка Legion Solar T-Harness

Для использования с подключением Micro-Inverter LS-260I, LS-260IG3 и SolarRegulator в строку для формирования массива.

Штекер Legion Solar Type B

Для использования с соединением с T-образным ремнем или прямым ремнем для преобразования ремня безопасности в разъем типа plug-and-play типа B, обычно используемый в США, Канаде, Мексике, Японии.

Стартовый комплект Legion Solar 300 Вт, 120 В переменного тока (поколение 3)

Legion Solar, масштабируемое решение для самостоятельной сборки солнечных батарей, которое легко установить и окупается в 3 раза быстрее, чем традиционные системы. Потребители могут легко разработать систему, соответствующую их уникальному бюджету, потребностям и образу жизни.

Стартовый комплект Legion Solar 300 Вт, 230 В переменного тока (поколение 3)

Legion Solar, масштабируемое решение для самостоятельной сборки солнечных батарей, которое легко установить и окупается в 3 раза быстрее, чем традиционные системы. Потребители могут легко разработать систему, соответствующую их уникальному бюджету, потребностям и образу жизни.

Солнечный регулятор Legion (поколение 3)

Контролируйте домашнее потребление энергии, производство солнечной энергии и регулируйте выработку энергии каждым микро-инвертором, чтобы удерживать энергию, которую вы производите, за счетчиком коммунальных услуг, где коммунальная компания не владеет.Данные доступны с помощью приложения Legion Solar App через соединение Bluetooth, доступное для Apple и Android.

Solar Power Mart — DIY Kit, солнечная энергия, зеленое освещение, Remote Power, Swallow, Малайзия

RM3998 1 211,60 долларов США

После работы с 500 быстрыми фермами по всей Южной Азии, мы успешно разработали Практика) комплект солнечной энергии Сделай сам (Сделай сам) для рабочих ферм.Теперь они могут значительно сэкономить, используя генераторные установки. Включает в себя все детали для создания вашей собственной системы для аудиосистемы с питанием от солнечной энергии для быстрого самонаведения и отражения. Мы также резервируем некоторую мощность для генератора энергии (шокирующей совы), фонарей постоянного тока и увлажнителей.

Мы упростили сборку вместе с полными инструкциями.

Система DIY включает в себя:

1) Солнечная панель мощностью 250 Вт с технологией Super Solar Cell

2) Контроллер солнечного зарядного устройства MPPT (до уровня солнечной батареи 500 Втп)

3) Уплотнение 12 В 100 ампер-час Свинцово-кислотный аккумулятор (SLA) с технологией AGM

4) Инвертор Theta 500 Вт для устройств переменного тока

5) Система таймера 12 В постоянного тока для включения и выключения

6) Регистратор данных для мониторинга солнечной электростанции

7) Десульфатор для продления и ремонта батареи

8) Система управления питанием

9) Солнечный кабель и кабель аккумулятора, переключатель, разъемы, набор инструментов для гаечного ключа и т. д.

Как это работает?

Солнечная панель тщательно подобранного размера получала 4-5 часов в день на полном солнце, тогда система будет иметь:
15 ампер (панель 250 Вт) X 5 часов солнечного света = 75 ампер-часов / день
75 X 12 В = 900 Вт- часов в день.

Если вы использовали наши рекомендованные усилители, то вы могли бы использовать аудиосистему в течение 24+ часов с энергией, которую вы производили в тот день.

А вот аккумулятор у вас есть! Поскольку аккумулятор вмещает 100 ампер-часов или более 1200 ватт-часов энергии, вы можете использовать две аудиосистемы в течение 4-5 дней, прежде чем вам понадобится зарядка, но лучше зарядить ее раньше.

Комплект для самостоятельной работы будет питать две аудиосистемы: одну для самонаведения за пределами уборной на 13 часов и одну для внутренней уборной на 24 часа. Таким образом, вы можете обеспечить 2 разных режима самонаведения и эхо для своего гардеробного дома.

Специально разработанный таймер 12 В постоянного тока для включения и выключения системы для приложений самонаведения и эхолокации.

Контроллер заряда предотвращает перезарядку герметичного свинцово-кислотного аккумулятора 12 В.

Доступно обновление для дополнительной солнечной панели, батареи SLA, аудиосистемы и инвертора.

С помощью этого набора «сделай сам» вы можете списать свои генераторные установки и сэкономить ежемесячные расходы на топливо, а окупаемость инвестиций по сравнению с мощностью генераторной установки составляет менее 6 месяцев.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Супер солнечный элемент класса A с солнечной панелью, аккредитованной TUV и CE
• Надежный, прочный и лучший в своем классе Контроллер заряда солнечной батареи MPPT
• Технология и система регистратора данных
• Кабель специальной конструкции для установки на улице панель к контроллеру заряда
• Фирменная батарея SLA с технологией AGM
• Инвертор Theta 500 Вт (питание устройств переменного тока, таких как humidefier) ​​
• Десульфатор и система управления мощностью

Почему контроллер MPPT?

Контроллеры заряда солнечных батарей MPPT относительно новы в солнечной энергетике.Эти контроллеры заряда отличаются от традиционных контроллеров заряда тем, что они более эффективны и во многих случаях имеют больше функций. Контроллеры заряда MPPT позволяют вашим солнечным панелям работать с оптимальным выходным напряжением, повышая их производительность на 30%. Традиционные контроллеры заряда снижают эффективность одной части вашей системы, чтобы заставить ее работать с другой.

Почему регистратор данных и система управления питанием?

Регистратор данных предназначен для измерения и отображения тока панели, тока нагрузки и напряжения батареи вашей фотоэлектрической системы в виде истинных значений и значений состояния, таких как зарядка, перегрузка, отключение при низком напряжении, в виде символов.Дополнительно вы можете отобразить несколько значений регистратора данных о прошлом событии (по минутам, часам, дням, месяцам и годам) как Ah, SOC, Напряжение батареи (утро, вечер).

Это дает вам более подробную информацию о вашей фотоэлектрической системе.

С помощью подходящего инструмента вы сможете лучше управлять использованием солнечной энергии, чтобы предотвратить ненужное отключение электроэнергии. Информация — ключ к успеху в солнечной электростанции.

Почему десульфактор?

Так как большинство батарей простаивают дольше, чем заряжены, они остаются разряженными дольше, чем когда они заряжены.

Зарядка: 2PbSO4 + 2h30 → Pb + PbO2 + 2h3SO4

Разрядка: Pb + PbO2 + 2h3SO4 → 2PbSO4 + 2h30

При этом вода и сульфат свинца (PbSO4) образуются быстрее, чем он снова превратиться в свинец, диоксид свинца и воду. Оставшийся на месте сульфат свинца, изначально губчатый, со временем кристаллизуется. Оказавшись в кристаллической форме, сульфатированный свинец не может быть повторно преобразован, даже когда аккумулятор заряжается. Это вызывает уменьшение количества активного материала (свинца и диоксида свинца) и площади поверхности, на которой происходит химическая реакция.В конце концов, батарея больше не сможет обеспечивать достаточную мощность. Этот процесс, также известный как сульфатирование, является основной причиной преждевременного выхода батарей из строя!

Наш десульфатор генерирует амплитудно-модулированные импульсы (AMP) на резонансной частоте кристаллов, чтобы разрушить ковалентные связи, удерживающие его вместе. Это позволяет повторно преобразовать сульфат свинца после зарядки аккумулятора. Срок службы батареи без кристаллов сульфата свинца будет максимально увеличен! Больше никаких преждевременных отказов из-за сульфатирования!

Дилерский магазин — Панели солнечных батарей Филиппины

СОЛНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ для ДИЛЕРОВ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ МОНТАЖНИКОВ

В Solaric мы не только устанавливаем системы, но и поставляем оборудование для любителей солнечной энергии «сделай сам», специалистов по установке солнечных батарей, подрядчиков по электрике и других интеграторов солнечных систем.Мы не продаем несертифицированное или «дешевое» оборудование. Solaric уважает специалистов в области электротехники и предоставляет образование и тренинги для безопасной и устойчивой интеграции солнечных технологий.
Наша программа продаж оборудования открыта для квалифицированных специалистов по электричеству или участников наших семинаров по Solar101 / 202. Вам необходимо будет предоставить подтверждение своей карты RME, REE или PEE PRC или документации в качестве генерального подрядчика, подрядчика по электрике, солнечной компании или инженерной, архитектурной, проектной или строительной компании.Подойдет и предыдущая солнечная установка. Напишите нам по электронной почте по адресу :iler@solaric.com.ph с вашей информацией, и мы будем отправлять вам прайс-лист на оборудование, обновляемый почти ежемесячно.

ПОЛНАЯ ГАРАНТИЯ

Мы продаем только оборудование «IEC-spec» или «Solaric-Strong», которое прошло наши внутренние испытания на прочность, надежность и, конечно же, доступность. У нас есть прямые поставки от ведущих мировых производителей. брендов солнечного оборудования и неоднократно посещали фабрики, чтобы проверить процессы, процедуры и сертификаты наших поставщиков.Мы не только закупаем — мы также тестируем, проверяем и гарантируем, что вы получите респектабельное, сертифицированное и недорогое оборудование. У нас есть серьезная гарантия, что означает, что мы соблюдаем наши гарантии на местном уровне и даже имеем сервисные подразделения, которые можно заменить, чтобы у вас было минимальное время простоя.

ТЕХНИЧЕСКАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА

Наша собственная команда дизайнеров также поможет вам разработать ваш проект. Есть много способов сделать солнечный свет, но только несколько способов сделать это ПРАВИЛЬНО. Мы спроектировали, построили, установили и поставили тысячи солнечных установок по всей территории Филиппин.Наши клиенты и дилеры могут извлечь выгоду из нашего опыта.

ДОСТАВКА

Солнечные панели громоздкие — 1 м x 1,6 м, поэтому они не поместятся в ваш средний седан — но вам не нужно делать джип «arkila» — у нас есть грузовики! Мы бесплатно доставляем по метро в Маниле при минимальном заказе 2 солнечных панелей или 1 инвертора.