Расчет автономной системы электроснабжения на солнечных батареях
Приводим простой пошаговый метод расчета автономной энергосистемы на солнечных батареях. Этот метод поможет Вам определить требования к системе и выбрать необходимые Вам комплектующие и материалы системы автономного электроснабжения.
Расчет энергосистемы состоит из нескольких этапов:
- Определение общей нагрузки и потребляемой мощности.
- Определение необходимой мощности инвертора и емкости аккумуляторной батареи.
- Определение необходимого количества фотоэлектрических модулей (собственно самих солнечных батарей), исходя из данных по среднестатическому количеству солнечной радиации в месте установки системы.
- Примерный расчет стоимости системы (и варианты при различных изготовителях)
После выполнения 4 шага, если стоимость автономной системы окажется слишком велика, можно рассмотреть различные варианты уменьшения стоимости Вашей системы электроснабжения на солнечных батареях:
- уменьшение потребляемой мощности за счет замены существующих потребителей на энергоэффективные, с низким потребление электричества, а также исключение тепловой, «фантомной» и необязательной нагрузки (например, можно использовать холодильники, кондиционеры и т.п., работающие на газе).
- замену нагрузки переменного тока на нагрузку постоянного тока. В этом случае можно выиграть на отсутствии потерь в инверторе (от 10 до 40%). Однако, нужно учитывать особенности построения низковольтных систем постоянного тока.
- введение в систему электроснабжения дополнительного генератора электроэнергии — ветроустановки или дизель- или бензогенератора.
- смириться с тем, что электроэнергия будет у Вас не всегда. И чем больше будет мощность системы отличаться от потребляемой мощности, тем более вероятны будут у Вас периоды отсутствия электроэнергии. В такие периоды, а это может быть совсем не продолжительно (1-3 недели зимой, в самые короткие дни), Вы можете сами просто немного ограничить Ваше обычное энергопотребление и все. При этом экономия на оборудовании может быть ОЧЕНЬ существенной (вплоть до 50%!)
Можете рассмотреть самодельную ветроэлектростанцию или мини ГЭС — своими руками.
Расчет автономной Системы электроснабжения на солнечной энергии
Составьте список устройств-потребителей электроэнергии, которые Вы собираетесь питать от автономной энергосистемы. Определите потребляемую мощность во время их работы. Большинство устройств имеют маркировку, на которой указана номинальная потребляемая мощность в ваттах или киловаттах. Если указан потребляемый ток, то нужно умножить этот ток на номинальное напряжение (обычно 220 В). Перемножается мощность на время работы для определения требуемой энергии в Вт ч в неделю. Далее все эти данные суммируются для вычисления полной нагрузки переменного тока в ватт-часах в неделю .
Подсчитайте нагрузку переменного тока.Если у Вас нет такой нагрузки, то можете пропустить этот шаг и перейти к подсчету нагрузки постоянного тока.
1.1. Перечислите всю нагрузку переменного тока, ее номинальную мощность и число часов работы в неделю. Умножьте мощность на число часов работы для каждого прибора. Сложите получившиеся значения для определения суммарной потребляемой энергии переменного тока в неделю.
1.2. Далее нужно подсчитать сколько энергии постоянного тока потребуется. Для этого нужно умножить получившееся значение на коэффициент 1,2, учитывающий потери в инверторе.
1.3. Определите значение входного напряжения инвертора по характеристикам выбранного инвертора. Обычно это 12 или 24 В.
1.4. Разделите значение п.1.2 на значение п.1.3. Вы получите число Ампер-часов в неделю, требуемое для покрытия вашей нагрузки переменного тока.
Подсчитайте нагрузку постоянного тока
1.5. Запишите данные нагрузки постоянного тока :
| Описание нагрузки постоянного тока | Ватт | X | часов/неделю | = | Вт*ч/неделю |
| X | = | ||||
| X | = | ||||
| Всего |
1.6. Определите напряжение в системе постоянного тока. Обычно это 12 или 24 В. (Как в п.1.3)
1.7. Определите требуемое количество А*ч в неделю для нагрузки постоянного тока (разделите значение п.1.5 на значение п.1.6).
1.8. Сложите значение п.1.4 и п. 1.7 для определения суммарной требуемой емкости аккумуляторной батареи. Это будет количество А*ч, потребляемых в неделю.
1.9. Разделите значение п.1.8 на 7 дней; Вы получите суточное значение потребляемых А*ч.
2. Оптимизируйте Вашу нагрузку
На этом этапе важно проанализировать Вашу нагрузку и попытаться уменьшить потребляемую мощность как можно больше. Это важно для любой системы, но особенно важно для системы электроснабжения жилого дома, так как экономия может быть очень существенной. Сначала определите большую и изменяемую нагрузку (например, насосы для воды, наружное освещение, холодильники переменного тока, стиральная машина, электронагревательные приборы и т.п) и попытайтесь исключить их из вашей системы или заменить на другие аналогичные модели, такие как приборы, работающие на газе или от постоянного тока.
Начальная стоимость приборов постоянного тока обычно выше (потому что они выпускаются не в таком массовом количестве), чем таких же приборов переменного тока, но вы избежите потерь в инверторе. Более того, зачастую приборы постоянного тока более эффективны, чем приборы переменного тока (во многих бытовых приборах, особенно электронных, переменный ток преобразуется в постоянный, что ведет к потерям энергии в блоках питания приборов).
Замените лампы накаливания на люминесцентные лампы везде, где это возможно. Люминесцентные лампы обеспечивают такой же уровень освещенности при том, что потребляют в 4-5 раз меньше электроэнергии. Срок их службы также примерно в 8 раз больше.
Если у Вас есть нагрузка, которую Вы не можете исключить, рассмотрите вариант, при котором Вы будете включать ее только в солнечные периоды, или только летом. Пересмотрите список Вашей нагрузки и пересчитайте данные.
Выберите тип аккумуляторной батареи, которую Вы будете использовать. Рекомендуются использовать герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы, которые обладают самыми лучшими эксплуатационно-экономическими параметрами.
Далее Вам нужно определить, сколько энергии Вам нужно получать от аккумуляторной батареи. Часто это определяется количеством дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда. Дополнительно к этому параметру Вам нужно учитывать характер работы системы электроснабжения. Например, если Вы устанавливаете систему для Вашего загородного дома, который Вы посещаете только на выходные, Вам лучше установить АБ большей емкости, потому что она может заряжаться в течение всей недели, а отдавать энергию только в выходные дни. С другой стороны, если Вы добавляете фотоэлектрические модули к уже существующей системе электроснабжения на базе дизель- или бензогенератора, Ваша батарея может иметь меньшую емкость, чем расчетная, потому что этот генератор может быть включен для подзаряда АБ в любое время.
После того, как Вы определите требуемую емкость АБ, можно переходить к рассмотрению следующих очень важных параметров.
3.1. Определите максимальное число последовательных «дней без солнца» (т.е. когда солнечной энергии недостаточно для заряда АБ и работы нагрузки из-за непогоды или облачности). Вы также можете принять за этот параметр выбранное Вами количество дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда.
3.2. Умножьте суточное потребление в А*ч (см. п.1.9 расчета потребляемой энергии выше) на количество дней, определенных в предыдущем пункте.
3.3. Задайте величину глубины допустимого разряда АБ. Учитывайте, что чем больше глубина разряда, тем быстрее Ваши АБ выйдут из строя. Мы рекомендуем значение глубины разряда 20% (не более 30%), что значит что Вы можете использовать 20% от значения номинальной емкости вашей АБ. Используйте коэффициент 0,2 (или 0,3). Ни при каких обстоятельствах разряд батареи не должен превышать 80%!
3.4. Разделите п.3.2 на п.3.3
3.5.Выберите коэффициент из таблицы, приведенной ниже, который учитывает температуру окружающей среды в помещении, где установлены АБ. Обычно это средняя температура в зимнее время. Этот коэффициент учитывает уменьшение емкости АБ при понижении температуры.
Температурный коэффициент для аккумуляторной батареи
| Температура в градусах | коэффициент | |
| Фаренгейта | Цельсия | |
| 80F | 26.7C | 1.00 |
| 70F | 21.2C | 1.04 |
| 60F | 15.6C | 1.11 |
| 50F | 10.0C | 1.19 |
| 40F | 4.4C | 1.30 |
| 30F | -1.1C | 1.40 |
| 20F | -6.7C | 1.59 |
3.6. Умножьте значение п.3.4 на коэффициент п.3.5. Вы получите общую требуемую емкость АБ.
3.7. Разделите это значение на номинальную емкость выбранной Вами аккумуляторной батареи. Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Это будет количество батарей, которые будут соединены параллельно.
3.8. Разделите номинальное напряжение постоянного тока системы (12, 24 или 48В) на номинальное напряжение выбранной аккумуляторной батареи (обычно 2, 6 или 12В).Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Вы получите значение последовательно соединенных батарей.
3.9. Умножьте значение п.3.7 на значение п.3.8. для того, чтобы подсчитать требуемое количество аккумуляторных батарей.
4. Определите количество пиковых солнце-часов в день для вашего места
Несколько факторов влияют на то, как много солнечной энергии будет принимать Ваша солнечная батарея:
- Когда будет использоваться система? Летом? Зимой? Круглый год?
- Типичные погодные условия вашей местности
- Будет ли система ориентироваться на солнце
- Расположение и угол наклона фотоэлектрических модулей
Для определения среднемесячного прихода солнечной радиации Вы можете воспользоваться таблицей прихода солнечной радиации для некоторых городов России.
Месячные и годовые суммы суммарной солнечной радиации, кВт*ч/м2
*для справки: при ярком солнце мощность солнечного излучения — 1000 Вт/м2, при темной облачности может быть и 50 Вт/м2
Выработка электроэнергии солнечной фотоэлектрической батареей (СБ) зависит от угла падения солнечных лучей на СБ. Максимум бывает при угле 90 градусов. При отклонении от этого угла все большее количество лучей отражается, а не поглощается СБ.
Зимой приход радиации значительно меньше из-за того, что дни короче, облачных дней больше, Солнце стоит ниже на небосклоне. Если Вы используете Вашу систему только летом, используйте летние значения, если круглый год, используете значения для зимы. Для надежного электроснабжения выбирайте из среднемесячных значений наименьшее для периода, в течение которого будет использоваться ФЭС.
Выбранное среднемесячное значение для худшего месяца нужно разделить на число дней в месяце. Вы получите среднемесячное количество число пиковых солнце-часов, которое будет использоваться для расчета Вашей СБ.
Далее необходимо определить общее количество модулей, необходимых для вашей системы.
Ток в точке максимальной мощности Impp может быть определен из спецификаций модулей. Вы также можете определить Imppподелив номинальную мощность модуля на напряжение в точке максимальной мощности Umpp (обычно 17 — 17.5 В для 12 — вольтового модуля).
5.1. Умножьте значение п. 1.9 на коэффициент 1.2 для учета потерь на заряд-разряд АБ
5.2. Разделите полученное значение на среднее число пиковых солнце-часов в вашей местности. Вы получите ток, который должна генерировать СБ
5.3. Для определения числа модулей, соединенных параллельно разделите значение п. 5.2 на Impp одного модуля. Округлите полученное число до ближайшего большего целого.
5.4. Для определения числа модулей, соединенных последовательно, разделите напряжение постоянного тока системы (обычно 12, 24, 48 В) на номинальное напряжение модуля (обычно 12 или 24 В).
5.5. Общее количество требуемых фотоэлектрических модулей равно произведению значений п. 5.3 и п. 5.4.
Для расчета стоимости фотоэлектрической системы электроснабжения нужно сложить стоимости СБ, АБ, инвертора, контроллера заряда АБ и соединительной арматуры (провода, выключатели, предохранители и т.п.)
Стоимость солнечной батареи равна произведению значения п.5.5 на стоимость одного модуля. Стоимость аккумуляторной батареи равна произведению значения п.3.9 на стоимость одной аккумуляторной батареи. Стоимость инвертора зависит от его мощности и типа. Стоимость соединительной арматуры можно принять примерно равной 0,1-1% от стоимости системы.
Пример расчета автономной системы электроснабжения на фотоэлементах.
(*Цены приведены для примера и могут сильно отличаться у разных производителей)
Основываясь на данных расчета Вам необходимо выбрать основные компоненты автономной энергосистемы на солнечных батареях.
Это:
- Контроллер заряда
- Инвертор
- Соединительные провода
- Предохранители, переключатели и разъемы
- Измерители и индикаторы
- Инструмент для монтажа
- Резервный генератор (не обязательно)
Выбор оборудования
Панели фотоэлементов
При подборе панелей помимо их мощности следует учитывать три фактора — их геометрию, номинальное выходное напряжение и тип фотоэлементов.
Выбор размеров панели
Геометрия определяется конкретными условиями установки, и здесь трудно дать общие рекомендации кроме одной — если у вас есть возможность выбора между большой панелью и несколькими маленькими, лучше взять большую — более эффективно используется общая площадь и будет меньше внешних соединений, а значит,будет выше надёжность. Размеры готовых панелей не слишком велики и не превысят полтора-два квадратных метра при номинальной мощности до 200-250 Вт. Панели небольших размеров (возможно, на меньшее номинальное напряжение) их следует использовать только там, где невозможно установить более крупные панели.
Для достижения нужных значений номинального напряжения и номинальной мощности панели можно объединять в последовательные сборки, которые затем коммутируются параллельно — аналогично тому, как коммутируется банк аккумуляторов. Как и в случае аккумуляторов, в одной сборке следует использовать только однотипные панели.
Обычно панели заводского изготовления имеют прямоугольную форму с соотношением сторон 1:2 или близким к нему. Поэтому если надо монтировать их вплотную в несколько рядов, то их можно размещать «стоя» (длинной стороной вертикально) или «лёжа на боку» (длинной стороной горизонтально). Возникает вопрос — какую ориентацию предпочесть? Ответ — ту, при которой во время движения Солнца минимум панелей будут испытывать полутень, так как даже один затенённый элемент резко снижает выработку всей панели. Например, если в предполагаемом месте установки возможно наиболее вероятно вертикальное смещение границы затенения (от конька соседской крыши, от высокого глухого длинного забора, от полосы кустарника, от верхушек близкого леса и пр.), то панели лучше располагать «лёжа на боку». Если тень в основном будет перемещаться по горизонтали от одной боковой стороны к другой (скажем, тени от угла высокого дома, от толстого столба, от высокого дерева), то панели будем располагать «стоя». Дополнительно можно заметить, что при вертикальном расположении панелей меньше число горизонтальных стыков, что способствует лучшему смыванию грязи и сходу снега с панелей, поэтому панели, которые ничто не будет затенять, лучше монтировать «стоя». Но если возможно затенение панелей, то приоритетно преимущественное направление затенения и выхода из тени.
Выбор напряжения солнечной батареи
С напряжением тоже всё просто — лучше выбирать 24-вольтовые панели, поскольку рабочие токи у них вдвое меньше, чем у 12-вольтовых той же мощности. Панели одинаковой мощности одного и того же производителя, рассчитанные на разное напряжение, обычно различаются лишь внутренней коммутацией фотоэлементов. Панели с номинальным напряжением выше 24 В встречаются редко и обычно собираются из более низковольтных. 12-вольтовые панели, на мой взгляд, оправданы лишь в двух случаях — для маломощных систем, где 12 вольт являются рабочим напряжением инвертора, а также если по архитектурным или конструктивным соображениям необходимо использовать панели малого размера, для которых не существует вариантов на 24 В.
При индивидуальной сборке панелей из отдельных фотоэлементов не нужно забывать о защитных диодах в каждой цепочке для предотвращения протекания обратного тока при неравномерной засветке. В противном случае мощность, выработанная освещёнными секциями панели, вместо полезной нагрузки будет выделяться на затенённом фотоэлементе, а это чревато его перегревом и полным выходом из строя (неосвещённый фотоэлемент в этой ситуации окажется открытым диодом). Допускаемый прямой ток защитных диодов должен быть больше, чем ток короткого(коротыша) замыкания защищаемой цепочки фотоэлементов при максимальной освещённости.
Типы фотоэлементов
Наконец, надо выбрать тип фотоэлементов. В настоящее время наиболее часто предлагаются (распространенные) фотоэлементы на монокристаллическом или поликристаллическом кремнии. Монокристаллический кремний обычно имеет КПД в районе 16-18%, а поликристаллический — 12-14%, зато он несколько дешевле. Однако в готовых панелях цена за ватт (т.е. в пересчёте на вырабатываемую мощность) получается почти одинаковой, и монокристаллический кремний может оказаться даже выгодней. По такому параметру, как степень и скорость деградации, разницы между ними практически да и фактически нет. В связи с этим выбор в сторону монокристаллического кремния очевиден — при равной мощности панели из него компактнее. Кроме того, при снижении освещённости монокристаллический кремний обеспечивает номинальное напряжение выше и дольше, чем поликристаллический, а это позволяет получать хоть какую-то энергию даже в очень пасмурную погоду и в лёгких сумерках. Зато у поликристаллического кремния обычно ниже напряжение холостого хода (у монокристаллического оно может превышать номинал вдвое), ниже и напряжение максимальной мощности. Но если подключать панель к инвертору и аккумулятору не напрямую, а через современный контроллер, то это не имеет существенного значения.
Выбор размещения и суммарной мощности панелей
Очевидно, что обычно нет смысла выбирать суммарную мощность панелей фотопреобразователей больше мощности инвертора. Тем не менее, такое превышение может быть оправдано при наличии мощной постоянной нагрузки и мощного блока аккумуляторов или в расчёте на длительные периоды пасмурной погоды.
Ещё одним интересным вариантом, когда суммарная мощность панелей может существенно превосходить как мощность инвертора, так и мощность, нужную для зарядки аккумуляторов, является их размещение на противоположных стенах коттеджа или на очень крутых скатах крыши (наклон ската не менее 45°), если они ориентированы на запад и восток — тогда мощность каждого поля солнечных батарей (восточного и западного) может достигать 80% от полной требуемой мощности системы, а мощность фотопанелей, подключённых к одному контроллеру, может превышать его номинальную мощность почти в полтора раза! Дело в том, что прямые лучи(солнца) не могут одновременно освещать две противоположные стены или два противоположных крутых ската крыши, а мощность, выдоваемых батареей при отсутствии прямой засветки, падает раз в 10 (во избежание перегрузки контроллера берём её с двух-кратным запасом, отсюда и получается цифра 80%, а не 90%). Да, такая «сплит-система» будет дороже, чем «моноблочная» система с той же рабочей мощностью, но с единым(общем) полем фото-панелей, ориентированным на юг, — ведь панелей надо больше! В чём же преимущество «сплит-системы» над «моноблочной»?
В период длинных дней, когда Солнце всходит на востоке или даже северо-востоке, а заходит на западе или северо-западе, одно из полей «сплит-системы» всегда будет освещено Солнцем и потому будет выдавать хорошую мощность. Лишь в полдень лучи солнце будут скользить по обоим полям панелей, но в это время солнечный свет максимален, и воспринимаемое обоими панелями излучение весьма существенно. В то же время ориентированный на юг «моноблок» даёт мощный максимум выработки в середине дня, но утром или вечером его выработка обусловлена лишь рассеянымсветом а значит минимальна. Между тем именно в это время хорошо бы зарядить аккумуляторы после ночи или на ночь! В пасмурную погоду облака рассеивают свет, и его одинаково успешно воспринимают оба поля фотопанелей, так что общая выработка «сплит-системы» превосходит «моноблок» прямо пропорционально суммарной мощности всех панелей (но сама выработка достаточно мала, что исключает опасность перегрузки контроллера заряда). Лишь в короткие солнечные зимние дни ориентированный на юг «моноблок» по дневной выработке будет превосходить эту «сплит-систему». Но на большей части территории России зима пасмурная, а в пасмурные дни важна суммарная мощность всех фотопанелей, так что и здесь «моноблок» проигрывает сплит-системе. Особенно очень эффективно такое размещение фото-панелей в южных районах, где меньше разность между летними и зимними днями и даже зимой солнце поднимается очень высоко и достаточно далеко заходит на восток и запад.
Если же дом ориентирован по сторонам света не стенами, а углами, то можно разместить поля фотопанелей не на противоположные стороны (восток и запад), а на смежные юго-восток и юго-запад, — тогда и зимой даже в нашей Средней полосе эта система будет вне конкуренции, хотя во избежание перегрузки контроллеров «избыток» мощности, возможно, придётся снизить до 70%, а то и до 50% (точная цифра определяется конкретными условиями размещения панелей). Наконец, можно попытаться ориентировать фотопанели на все три «солнечные» стороны света — восток, юг и запад, — но такое лучше предусматривать на стадии проектирования дома и «посадки» его на местность.
При подсоединение панелей к контроллеру нужно следить, чтобы их суммарный максимальный ток не превышал 80% .. 90% от номинального тока контроллера. Пример, для 10-амперного ШИМ-контроллера суммарный ток должен составлять не более 8 .. 9 А. Запас необходим для того, чтобы контроллер мог выдержать выработку, например, в ясный зимний день, когда белый снег, хорошо отражающий свет, способствует перезасветке фотоэлементов по сравнению с расчётной, а умеренный мороз немного повышает их КПД. Таким образом, к одному 10-амперному контроллеру с ШИМ можно подключить панели на 24 В суммарной мощностью 300 Вт, а на 12 В — всего 150 Вт. Для контроллеров с MPPT, превращающих «излишек» напряжения в дополнительный ток, необходимый запас по номинальному току может быть ещё больше и суммарный ток батарей может быть ограничен вплоть до 60% .. 75% от тока, отдаваемого контроллером в нагрузку, то есть мощность панелей, подключаемых к 10-амперному контроллеру с MPPT, не должна превышать 220 .. 240 Вт при 24 В и вдвое меньше при 12 В. Обычно заводы производители контроллеров указывают допустимую суммарную мощность или номинальный суммарный ток подключаемых к ним панелей фотоэлементов.
bazila.net
Автономное освещение на солнечных батареях своими руками
Зачастую в погоне за красотой участка, собственники устанавливают на нем очень много осветительных приборов, и такое большое их количество негативно сказывается на бюджете семьи. Немного подправить положение дел и снизить расходы на электроэнергию может помочь светильник на солнечной батарее – для внутреннего освещения его практически не используют, а вот на придомовой территории он оказывается весьма полезным. В этой статье мы разберемся с особенностями данного вида осветительных приборов, а также расскажем, как сделать автономное освещение на участке своими руками.
Плюсы и минусы автономных светильников
Кратко выделим основные плюсы и минусы светильников, работающих на солнечных батареях.
Плюсы
- Простота монтажа. Автономные светильники не требуют наличия проводки, проложенной подземным или надземным способом. Это очень удобно, когда нет желания портить дизайн уже сформированного участка или вызывать специалистов.
- Мягкость света. Такие светильники испускают равномерный и очень приятный для глаза свет, который при этом остается достаточно интенсивным.
- Экономия. Заменив большую часть обычных источников света на своем участке автономными аналогами, вы добьетесь стопроцентной экономии той электроэнергии, которую бы они потребили.
- Автономность. Многие модели светильников не требуют никакого обслуживания или включения — они работают полностью на автомате, так что вы с легкостью можете уехать на несколько дней. При этом на вашем участке с наступлением темноты будет зажигаться свет, который даст понять возможным злоумышленникам, что в доме кто-то есть и спугнет их.
- Безопасность. Мощность заряда в таких светильниках невелика, поэтому даже если по каким-то причинам вы коснетесь оголенных частей прибора, то никакого вреда это вам не принесет.
- Долгий срок эксплуатации. Автономные фонари могут функционировать в течение полутора десятков лет, это означает, что с большой долей вероятности вам придется заменять их лишь один-два раза за всю жизнь.
- Защита. Светильники полностью защищены от любых погодных невзгод – проливной ливень никак не повлияет на их работоспособность.
Минусы
- Автономными светильниками, к сожалению, нельзя заменить все освещение на участке. Дело в том, что тот свет, что они дают, является скорее дополнительным, а не основным. Именно поэтому те хозяева, которые используют освещение на солнечных батареях, на важных участках (крыльцо, вход на участок) используют обычные светильники, либо автономные, но дополненные галогенными элементами.
- При температуре ниже -20 градусов длительность работы светильников снижается.
- Автономные светильники достаточно дороги.
- В очень плохую погоду у светильников могут происходить крупные сбои, что отразится на стабильности их работы.
Как работают светильники на солнечных батареях
Не трудно понять, почему приборы на солнечных батареях сейчас столь популярны. Конечно, здорово, что такое освещение позволяет не платить за электричество, но для многих главным плюсом все же является возможность монтировать светильники, не прокладывая проводку.
Все что нужно – вынуть прибор из коробки и установить его, например, около дорожки. На большинстве моделей присутствуют датчики темноты, так что вам даже о включении света не нужно думать – все происходит автоматически.
Данная технология развивается очень быстро. Светильники на солнечных батареях выглядят все более привлекательными, их свечение становится ярче, а время бесперебойной работы при этом увеличивается. Чтобы понять какой прибор подойдет именно вам, необходимо знать само его устройство.
Кстати, узнайте, как правильно сделать освещение бани от батарейки.
Итак, основные составные части светильника на солнечных батареях следующие:
- Солнечная панель. Эта панель состоит из фотогальванических ячеек, они и преобразуют солнечный свет в электрический ток. Эффективность этого элемента зависит от количества ячеек, их качества и прозрачности защитного покрытия. Обычно именно эта часть светильника является самой дорогой, однако технический прогресс делает фоточувствительные панели все более дешевыми. Кстати, на некоторых приборах на панели находится защитная пленка, ее нужно удалить, иначе прибор не будет заряжаться должным образом.
- Аккумулятор. Панель напрямую подключается к накопительной панели. Обычно это делается при помощи специального диода, который проводит электричество только в сторону аккумулятора. Сейчас чаще всего используются NiMH-батареи, они хорошо реагируют на постоянные подзарядки и считаются экологически-чистыми.
- Светодиод. Свет, который производит светодиод, получается в результате прохождения электронов через специальный материал. Эти элементы не выделяют тепло, поэтому потребляют меньше электроэнергии и медленнее изнашиваются. Стандартный светодиод работает порядка 100 тысяч часов. Иногда производители усиливают свет, производимый элементом, добавляя к нему еще и галогенную лампу, однако нынешние технологии позволяют обойтись и без этого.
- Электрическая схема. Эта часть обычно отделяет хорошие светильники от плохих. Грамотно выстроенная схема позволяет прибору дольше работать и светить ярче.
- Корпус. Требования к корпусу прибора только два – он должен быть устойчивым к воздействию прямых солнечных лучей и к погодным условиям. Чаще всего фото-панель встроена в корпус, однако бывают и раздельные модели. В этом случае панель располагают в солнечном месте, а сам светильник там, где он будет приносить наибольшую пользу.
Светильники на солнечных батареях оснащены ручным выключателем, либо имеют фоторезистор, который переключает прибор из режима заряда в режим свечения, когда темнеет и наоборот.
Качество перечисленных компонентов напрямую влияет на силу света, производимого прибором и длительность его работы.
На эти параметры нужно обращать особое внимание в том случае, если вы решили освещать весь участок преимущественно такими лампами.
Разновидности светильников на солнечных батареях
При покупке осветительных приборов для сада важно учитывать то, какую функцию они будут выполнять. Всего различают три группы освещения: декоративные, для дорожек и прожекторы.
Декоративные светильники
Декоративные лампы придают приятное освещение вашему участку. Они как бы отмечают конкретное место, а не используются для максимальной его освещенности. Из-за того, что они излучают достаточно слабый свет, срок их службы значительно выше чем у любых других ламп на солнечных батареях. На самом деле это достаточно частое явление, когда декоративное освещение работает несколько ночей подряд, зарядившись лишь раз в солнечный день.
Зарядка таких приборов происходит полноценно даже в пасмурную погоду. Обычно такие светильники испускают не белый, а желтый свет, некоторые модели даже способны мерцать, чтобы создавать эффект света от пламени. Благодаря желтому цвету, потребление электричества у таких светильников значительно снижается, даже относительно аналогов с белым светом.
Помимо эстетической функции такие светильники могут использоваться и для освещения потенциально опасных мест – зона хранения инструментов, область с декоративными элементами ландшафта и так далее. Декоративные светильники являются самыми доступными и отличаются относительно низкой стоимостью.
Попробуйте применить советы из данной статьи для освещения на веранде.
Светильники для дорожек
Как уже понятно из названия, такие светильники освещают дороги и тропы на участке. Очень часто таких приборов устанавливается несколько, вдоль всей дорожки, чтобы максимально обезопасить путь. Обычно такие светильники имеют сразу несколько способов крепления – их можно подвесить, воткнуть в землю или же просто поставить на поверхность. Свет в таких приборах всегда направлен вниз.
Большинство моделей светильников для дорожек оборудовано ручными переключателями. Подобное устройство позволяет экономить заряд и использовать приборы только тогда, когда это действительно необходимо. Наиболее же удобные светильники оборудованы датчиками движения – они включаются автоматически, когда кто-либо идет по дорожке или приближается к ней. Такие фонари дают освещение средней мощности и являются представителями средней ценовой категории.
Прожекторы
Эта разновидность автономных светильников является самой мощной, именно поэтому подобные приборы имеют и достаточно высокую цену. Здесь важно понимать, что большая мощность не подразумевает отдачу света, аналогичного тому, что испускает стандартный прожектор в 100 ватт, максимальная мощность автономного прожектора – аналог 40-ваттной лампы накаливания, однако и этого обычно бывает достаточно.
Вам будет интересна наша статья — как сделать освещение под навесом.
Большая часть таких приборов сконструирована таким образом, что их можно установить разными способами. Это позволяет использовать подобные прожекторы, чтобы осветить вход в дом, на участок или парковку.
Кстати, узнайте как провести свет в беседку из дома.
Как правило, именно эта разновидность ламп на солнечных батареях отличается повышенной прочностью. Конечно, все подобные светильники имеют защиту от погодных условий и прямого солнечного света, однако здесь это сделано на еще более высоком уровне. Кроме того, особенности конструкции позволяют получать большее количество света при низких температурах.
Как сделать светильник на солнечной батарее своими руками
Для того чтобы сделать самый простой светильник на солнечной батарее своими руками, вам понадобится не так много средств и совсем немного времени.
В таблице мы привели название нужных деталей и их примерную стоимость.
| Транзистор IRF7832 или его аналог SI4336DY | ≈ 0.5$ |
| Солнечная батарея 5,5 В, 90 мА | ≈ 2$ |
| Аккумулятор | ≈ 2$ |
| Корпус | ≈ 1$ |
| Светодиод | ≈ 0.4$ |
| Разные сопутствующие материалы | ≈ 1$ |
| Корпус для аккумулятора | ≈ 1$ |
| Итого | ≈ 8$ |
А как собрать из этих деталей декоративный осветительный прибор своими руками, смотрите в видео.
Важно! Светильник в зимнее время стоит держать в помещении.
Советы по размещению на участке и установке автономных светильников
- Для того чтобы прибор качественно заряжался в течение светового дня, его фотоэлемент должен быть направлен на юг и иметь небольшой угол наклона – перпендикулярно положению солнца.
- Важно проследить, чтобы на фотоэлемент не попадала тень от листвы, построек и так далее. Это затруднит зарядку.
- Также не стоит располагать солнечную панель под каким-либо другим источником ночного света. Если прибор оборудован специальным реле, то светильник не будет корректно работать в темное время суток.
- Прожекторы лучше устанавливать у крыльца, входа на участок и у парковочного места. Замечательно, если прибор будет оборудован датчиком движения.
- Если светильник на солнечных батареях имеет раздельную конструкцию (фотоэлемент отдельно), то сам фонарь следует разместить там, где он необходим, а солнечную батарею – в максимально солнечном месте.
Как видите, светильник на солнечной батарее для внутреннего освещения участка может стать отличной заменой обычной подсветки. Но что самое интересное – вы с легкостью можете организовать весь процесс самостоятельно – разработать схему освещения, а затем произвести монтаж, так что вам не придется тратиться на каких-либо мастеров.
Вам это будет интересно
Освещение во дворе частного дома
Как сделать аварийное освещение от аккумулятора
Освещение беседки светодиодами
web-electric.ru
Автономный блок питания 12 Вольт на солнечной батарее — готовый комплект SA-50-12
Модель: SA-50-12
Код товара: 0800040
Автономный источник питания 12 Вольт на солнечной батарее предназначен для GSM сигнализаций, устройств телеметрии, аварийного освещения и пр.
Солнечный источник электропитания состоит из солнечной панели мощностью 50 Вт CHN50-36M, гелевого аккумулятора Delta GEL 12-20, контроллера заряда Epsolar LS1024R и соединительных проводов с предохранителем. Этот блок питания может быть использован там, где нет электричества 220 Вольт или там, где возможны перебои с электричеством, для обеспечения непрерывной работы оборудования с напряжением питания 12 В.
Оборудование может быть подключено к выходу контроллера (который обеспечивает защиту аккумулятора от полного разряда), либо непосредственно к аккумулятору (если важнее продлить работу оборудования, например при питании сигнализации).
Солнечную батарею необходимо располагать так, чтобы перпендикулярно ее поверхности падали солнечные лучи. При этом, в течение дня на всю поверхность солнечной панели должен падать солнечный свет (не должно быть тени). Для эксплуатации зимой оптимальным будет закрепить солнечную панель вертикально на стене дома под козырьком, чтобы на ней не задерживался снег.
Данный блок питания в солнечный день обеспечит суммарную суточную выработку электроэнергии около 250 Вт*ч. Однако, при автономной эксплуатации круглый год в Московском регионе, при наихудших зимних условиях, суточная выработка составит около 25 Вт*ч. Таким образом, если Вам нужен автономный источник питания для круглогодичной эксплуатации, то нужно отталкиваться от минимальной цифры 25 Вт*ч в сутки, что соответствует потребляемому Вашим оборудованием току 85 мА или мощности 1 Вт (примерно такое потребление у GSM сигнализаций).
Для справки: если оборудование мощностью 1 Ватт работает 24 часа в сутки, то суточное потребление составит 1*24=24 Вт*час в сутки, а если оборудование мощностью 6 Ватт (лампочка) работает 4 часа в сутки, то суточное потребление составит тоже 6*4=24 Вт*час в сутки.
Если Вам необходимо подключить нагрузку большей мощности, мы можем укомплектовать данный источник питания другой солнечной батареей и АКБ.
Параметры солнечного источника питания SA-50-12
| Мощность солнечной батареи, Вт: | 50 |
| Емкость аккумулятора, А*ч: | 17 |
| Максимальная суточная выработка, Вт*ч | 250 |
| Минимальная суточная выработка, Вт*ч | 25 (зависит от места эксплуатации и угла установки солнечной батареи) |
| Напряжение на выходе контроллера: | 12 Вольт (от 11 до 15 В в зависимости от состояния заряда АКБ и температуры) |
| Максимальный ток на выходе контроллера, А: | 10 |
| Размеры солнечного модуля, мм.: | 540 x 630 x 30 |
| Суммарный вес всех компонентов, кг: | 10.5 |
| Температура эксплуатации оборудования: | от -35°C до +55°C |
| Температура эксплуатации солнечной батареи: | от -40°C до +85°C |
Комплектация:
Опции:
- замена солнечной батареи на батарею другой мощности (20, 30, 90, 100 , 140, 150 Вт)
- замена аккумулятора на аккумулятор другой емкости
- комплектация двумя солнечными панелями и двумя АКБ для получения автономного источника 24 Вольт вместо 12 Вольт
С середины 2015 года изменилась комплектация автономного блока питания (теперь в комплекте идет более мощная СБ 50 Ватт) и изменилось название на SA-50-12. До 2015 года это готовое решение называлось SA-40-12 и комплектовалось менее мощной солнечной батарей 40 Ватт.
Возможно, Вам также понадобятся:
Ваши вопросы и отзывы:
Используя эту форму, Вы можете отправить Ваше мнение об этом товаре, сообщить о неточности в описании или задать нам вопрос. Перед тем, как задать вопрос, посмотрите наш форум. Возможно, там уже есть ответ.
Купив солнечный источник питания, Вы обеспечите автономное электроснабжение 12 Вольт в любом месте!
www.solnechnye.ru
Солнечные батареи для отопления частного дома и дачи
Весь лишний вырабатываемый ток попадает в резистор. Для преобразования постоянного электротока в переменный, необходимый для работы бытовых приборов, применяют инверторы.
Загородный коттедж с установленными солнечными панелямиПреимущества солнечной системы:
- помещение отапливается в течение года, температуру можно регулировать;
- не потребуется оплачивать электроэнергию государству;
- экраны устанавливают для любых необходимых нужд;
- практически у всех моделей долгий срок гарантии.
Конструкция и схема устройства солнечной электростанции для домаВесь комплекс солнечной системы очень редко даёт сбои в работе, поэтому не беспокойтесь о замене деталей или самой панели. Если систему устанавливают для отопления дома, требуется изучить исключения. Поскольку не все батареи подходят для этих целей.
География расположения дома – один из важных пунктов. Если в регионе часто стоит облачная погода, система может работать не в полной мере.
Недостатки солнечных систем:
- сравнительно высокая цена;
- в некоторых регионах низкая выработка в сравнении с переменным током в доме;
- нужно подготовить место для всех составляющих системы;
- долгий срок окупаемости;
- требуется постоянный уход;
- неэффективно в регионах с продолжительной зимой и пасмурными днями.
Несмотря на ряд недостатков, солнечные батареи могут заменить автономное отопление в доме, а также обеспечить электроэнергией бытовые приборы.
Содержание материала
Из чего состоит система солнечных батарей для дома
Солнечные системы есть двух видов: фотоэлектрические производители тока малых и больших размеров. К категории малого размера относят экраны мощностью 12-24 В. Они дают электроэнергию для телевизора и еще нескольких приборов, мощность которых не больше 1 кВт.
Схема устройства солнечной системы для коттеджаБольшие модели используют для отопления дома и подачи энергии для всех электроприборов в доме. Однако, если дом будет в несколько этажей, энергии вряд ли хватит.
Есть различия в комплектации системы. Стандартный набор включает в себя:
- вакуумный солнечный собиратель;
- контроллер;
- насос, подающий энергию к отопительной системе;
- бак для водонагрева 500-1000 литров;
- электротен.
Схема конструкции гелиосистемыОт комплектации зависит стоимость всей системы.
Вернуться к оглавлениюТипы солнечных систем
Плюсы батареи:
- В солнечный день КПД выше, чем у панелей кристаллического типа.
- Может вырабатывать электроэнергию в облачный день.
- Если загрязнена батарея, она меньше эффективна.
Недостаток – процент КПД ниже чем у поликристаллических систем.
Чертеж с размерами микроморфной солнечной панелиМикроморфные панели. Есть 2 ряда полупроводников. Это увеличивает эффективность батареи. В панели есть наноструктурированный микроморфный слой. Полимерные батареи. Они самые дешевые. Состоят из слоёв полимеров. Выдаёт 5-10% КПД.
Вернуться к оглавлениюСолнечная панель для отопления дома
Для определения количества панелей, обращают внимание на их мощность, чётко определяют их предназначенье.
Процесс установки гелиосистемы на крышу зданияКроме экранов потребуются аккумулятор, контроллер, преобразователь.
Сколько нужно солнечных панелей для дома
Для правильного расчёта мощности нужны точные данные потребления электричества на один день. Допустим, 100 кВт/ч в месяц (эту цифру показывает электросчётчик), тогда требуется чтобы панели вырабатывали такое количество тока в месяц.
Панели производят ток только днём, выдавая максимальное количество в ясную погоду. Если солнечные лучи будут направлены не на батареи, тогда эффективность значительно понизится. Производительность понижается в 15-20 раз в пасмурную погоду. Это учитывают при расчетах.
Поэтому в среднем получается, что солнечная батарея вырабатывает энергию с 9.00 до 16.00. В утреннее и вечернее время производится выработка 30 %, а днем — 70 %.
Поэтому панель 1 кВт (1000 Вт) производит 7 кВт/ч, 210 кВт/ч в месяц. Плюс 3 кВт/ч утро и вечер, но это запас на пасмурный день. Исходя из этого расчёта получается панель на 2кВт производит 420 кВт/ч в месяц, панель на 100 ватт производит в день 700 ватт, за 30 дней 21 кВт.
Очень хорошо, если панель 1 кВт производит 210кВт/ч в месяц, однако есть нюансы:
- Не все дни в месяце солнечные. Для правильного расчёта проводят исследование по прогнозам и вычислить, сколько пасмурных дней выходит за 30 дней. Высчитав количество пасмурных дней из цифры 210 вычитается производство энергии за день. Допустим, 4 дня. Получится 186 кВт/ч.
- Также весна и осень, когда идут дожди, световой день короче. Поэтому количество батарей увеличивают на 30-50%.
Классификация солнечных панелей - Потеря электроэнергии, уходящая на АКБ и преобразователь.
- Зимой батареи практически не работают, поэтому на это время устанавливают альтернативу.
Классификация солнечных панелейПри небольших потреблениях ставят генератор. По договоренности и наличии разрешения, устанавливается ветровая станция для получения электроэнергии.
Расчёт для аккумулятора на солнечную панель
Аккумулятор определённой ёмкости должен обеспечить дом электроэнергией ночью. Допустим, на ночь требуется 3 кВт/ч, АКБ требуется такой же мощности. Мощность аккумулятора 12 вольт 200 А, тогда электроэнергии в нем будет 12 х 200 = 2400 ватт (2.4 кВт). Однако батарея разряжается.
Схема соединения панелей между собойВнимание. Нельзя допускать полной разрядки аккумулятора.
АКБ для солнечных систем разряжаются на 70 %, автомобильные – 50 %. Поэтому нужна запасная батарея для замены, в случае разрядки.
Лучше всего использовать такой расчёт. Если за сутки потребляется 10 кВт/ч, тогда рабочая АКБ (аккумуляторная батарея) идентична по характеристикам. В солнечный день батарея заряжается на 20-30 %.
Расчет и схема подключения аккумулятора к панелиПреобразователь энергии в 220 В имеет КПД 70-80 %. Учитывая все потери электротока в аккумуляторах и преобразователе, общая цифра составляет 40 %.
Вернуться к оглавлениюУстановка солнечных батарей на крышу дома: какие факторы нужно учесть
Монтаж солнечных батарей производят двумя методами:
- с полной переделкой кровли;
- частичная замена кровли на солнечные панели.
Батарею устанавливают на южной стороне крыши. Чем больше солнечных лучей попадает на панели, тем эффективнее они работают. Панели крепятся на основание крыши, поэтому оно должно быть прочным. Батареи монтируют под уклоном в 45 º.
Возможные углы монтажа солнечных панелейПри монтаже солнечной батареи для дома своими руками учитывают следующее:
Схема размещения панелей на крышеЕсли после проведенных расчетов остались сомнения, тогда обратитесь к специалисту. Он сделает правильные вычисления и даст рекомендации по выбору панелей и их установке. Смотрите в видео обзор процесса монтажа солнечных панелей на крышу дома.
Правила монтажа солнечных батарей на крышу дома
Установка солнечных батарей для дома на двускатную крышу проста – она под наклоном, а вот с плоской крышей возникают затруднения. Когда панели устанавливаются под наклоном, остаётся зазор. Это будет неудобно при обслуживании панелей, потому что туда будет постоянно попадать пыль и осенняя листва. Для обхода этой проблемы зазор закрывается прозрачным пластиком.
Конструкция каркаса для установки панелей на зданииНа тёмную крышу панели не устанавливаются. При перегреве их эффективность снижается. В этом случае делают частичный или полный демонтаж кровли.
Чертеж каркаса рамы для установки батарейВернуться к оглавлениюОбслуживание системы солнечных панелей
Чистые панели – залог хорошей работы. На них не должно быть снега, слоя пыли и грязи после дождя, следов от птиц. Все эти загрязнения сокращают работу системы на 7 %, что является существенным.
Ухаживают за панелями регулярно. Поливание чистой водой 4 раза в год. Чистая вода смоет осевшую пыль и скопившуюся грязь. Зимой очищают батареи от снега, а осенью от листвы.
А также следят за контактами панелей. При выходе из строя хотя бы одного контакта его ремонтируют. Обслуживание аккумуляторов требует от себя постоянной проверки заряда. Не допускают разрядки аккумулятора. При постоянных скачках заряд-разрядка внутри батареи рассыпаются пластины. А также время от времени проверяют количество жидкости внутри.
При выборе солнечных батарей учитывается много факторов, влияющих на работу системы. При нахождении проблемы, требуется сразу же найти решение. Иначе, после покупки это выливается в серьезную и нерешаемую проблему. Автономный дом на солнечных батареях — выгодная позиция со стороны экономии.
proekt-sam.ru
Как подобрать надежные автономные солнечные электростанции, критерии выбора
Желание сохранить землю и ее богатства для потомков заставило человечество искать альтернативные источники энергии. Одним из них являются фотоэлектрические элементы. Принцип работы этих устройств заключается в накоплении и преобразовании солнечной радиации в электрический ток. При этом сами батареи – это всего лишь набор соединенных между собой и заключенных в металлическую раму отдельных элементов.
Они используются сегодня в самых различных сферах деятельности человека: от уличных светильников до космических аппаратов. Но все же наибольшее распространение такие устройства имеют в энергетической отрасли. На полученном от них электричестве работают солнечные автономные электростанции. Поэтому стоит узнать об этих изделиях как можно больше, чтобы решить нужны ли они в вашем доме.
Первые солнечные панели
Впервые явление, когда энергия света преобразуется в электричество открыли в 1839 году и назвали фотовольтаическим эффектом. Но первые солнечные ячейки появились лишь в 1954 г. Они были изготовлены из кристаллов кремния и стали прообразом современных панелей.
Что касается сферы их применения, то она ограничивалась космической отраслью. И только энергетический кризис 1970 годов ускорил процесс развития производства таких панелей и изучения возможности применять их в быту.
Смотрим видео, устройство и сфера применения:
В современном обществе эти элементы завоевывают все большую популярность, так в 1982 году был создан первый автомобиль на солнечных батареях. Это связано с расширением сферы их применения, а также возможностью сократить расходы на электричество, так как получаемая с их помощью энергия совершенно бесплатна.
Их виды и принцип действия
Современная промышленность научилась выпускать фотоэлектрические элементы различных типов. Они зависят от применяемых при изготовлении материалов. Самое большое распространение получили автономные солнечные батареи, произведенные на основе монокристаллического кремния. Для этого материал очищается, расплавляется, чтобы потом быть кристаллизованным в слитках.
Классификация солнечных батарей
От них впоследствии отрезаются тонкие пластины, которые составляют солнечную панель. Они имеют однотонную поверхность практически черного цвета. Внутри кремния находится сетка из металлических электродов. Эффективность солнечных электростанций, собранных на основе этого материала составляет около 19%. Что касается производительности, то в процессе эксплуатации она будет постепенно снижаться на 0,5%. Поэтому общий срок службы для таких устройств составляет полвека.
Следующим видом солнечных батарей являются модели, созданные на основе поликристаллического кремния. Для их производства используется менее качественный, но в то же время дешевый кремний, а технология изготовления принципиальных отличий не имеет. Эффективность работы автономного освещения на таких солнечных батареях несколько меньше и составляет не более 15% однако это не делает их менее популярными.
Смотрим видео, виды и типы панелей:
Принципиально похожи на два предыдущих типа и изготовленные из ленточного кремния пластины. Они отличаются лишь способом получения, так как не нарезаются, а наращиваются в виде ленты. Кроме того, в них используется антибликовое покрытие, которое придает радужную окраску. Но широкого распространения такие солнечные батареи не получили.
Еще один способ получения пластин заключается в напылении в вакууме тончайших слоев аморфного кремния на пластик или металл. Этот вид солнечных пластин считается самым дешевым, но имеет недостаток. Слои кремния очень быстро выгорают на свету. Причем даже самые качественные панели этого типа имеют эффективность всего 9% и их использование экономически не выгодно.
Виды батарей
Тонкопленочные солнечные батареи производятся из различных веществ:
- Аморфного кремния;
- Медно-галлиевого состава;
- Теллур-кадмия.
Они отличаются повышенной гибкостью и могут использоваться для создания модулей для ноутбуков, которые легко складываются и удобны в поездке. Однако для обеспечения электричеством дома они не подходят так как имеют небольшой срок службы. среди них наибольшей эффективностью обладают теллур-кадмиевые панели. Они имеют невысокую стоимость, но не пользуются спросом, так как имеют проблему – использование токсичного кадмия.
Кроме перечисленных выше видов солнечных батарей есть и другие, но они пока еще не получили широкого распространения, хотя и являются перспективными.
На какие параметры следует обращать внимание
Система электроснабжения, в которой используются солнечные панели кажется простой, но это обманчивое впечатление. Так как в ней должны быть сбалансированы между собой все элементы. Сначала нужно выяснить необходимое количество энергии, определив для этого пиковую мощность и ожидаемое суточное энергопотребление.
Смотрим видео, критерии выбора:
Для каждого объекта оно будет свое, ведь сегодня не только в быту используется такое оборудование, есть даже автомобиль на солнечных панелях. И только исходя их полученных данных можно выбрать подходящий вид солнечных панелей. При этом должны быть учтены их следующие характеристики:
- Геометрия;
- Номинально выходное напряжение;
- Тип фотоэлементов.
Первый параметр определяется условиями установки, поэтому в каждом конкретном случае она будет своя. Единственный совет в этом вопросе касается выбора между одной большой или несколькими маленькими элементами. В таком случае специалисты рекомендую остановиться на крупной, так как будет меньше внешних соединений, что гарантирует высокую надежность солнечной электростанции.
При необходимости панели могут объединяться в последовательную конструкцию, которая затем коммутируется параллельно. Но в данном случае все элементы должны относится к одному типу.
Напряжение у солнечных панелей бывает двух типов:
Здесь выбор на стороне моделей с наибольшим выходным параметром, поскольку у него рабочие токи будут вдвое меньше. Если сравнивать две панели с одинаковой мощностью и разными напряжениями одного производителя, то они отличаются только внутренней коммутацией фотоэлементов.
Устройство батареи
Поскольку сегодня существует большое количество типов элементов, которые используются повсеместно, включая автономные фонари на солнечных батареях, то многие затрудняются с выбором. Однако специалисты рекомендуют пользоваться моно- или поликристаллическими, как имеющими наибольший КПД.
При этом поликристаллические стоят дешевле, но если сравнивать цену за ватт для обоих типов, то она получается практически одинаковой. В связи с этим большинство потребителей предпочитают монокристаллические, которые способны обеспечивать номинальное напряжение дольше при снижении освещенности.
Особенности использования солнечных панелей
Мало правильно выбрать оборудование, необходимо еще грамотно его установить и подключить. Что же касается применения солнечных панелей, то они сегодня используются во многих сферах деятельности человека. Однако наибольшее распространение они получили в качестве альтернативных источников энергии. Установка такого устройства на крышу дома сделает его полностью независимым от центральных электросетей.
Кроме того, сегодня уже становится реальной возможность купить автомобиль на солнечных батареях. Столь широкая популярность этих элементов объясняется тем, что они не требуют топлива, совершенно бесшумны и способны длительный срок работать без аварий. А кроме того солнечный свет есть практически везде, что делает панели общедоступными.
generatorvolt.ru
Солнечные батареи для дома, солнечные электростанции
Гелевые аккумуляторные батареи для солнечных электростанций
Комплектующее оборудование для автономного электроснабжения
Солнечные батареи — экологически чистый источник энергии
Среди альтернативных источников энергии особое место занимают солнечные батареи. Электрический ток вырабатывается в результате преобразования энергии солнечного излучения. Один или несколько солнечных фотоэлектрических (ФЭ) модулей, работающих в составе солнечной электростанции, называют Солнечной Батареей. Сами ФЭ модули собирают из солнечных элементов, произведённых на основе монокристаллического или поликристаллического кремния.
Солнечные батареи (панели, модули) вырабатывают постоянный электрический ток под воздействием солнечной лучистой энергии. Для круглосуточного электроснабжения необходимо накопление энергии в аккумуляторных батареях. Для выработки переменного тока с напряжением 220 Вольт применяются преобразователи напряжения (инверторы). Инвертор подключается к аккумуляторной батарее.
Солнечные батареи обладают высокой надёжностью, ввиду отсутствия движущихся частей. Стоит особенно подчеркнуть их бесшумную работу и экологическую безопасность, дополненную прекрасной эстетичностью. Чтобы полностью обеспечить себя электроэнергией, достаточно установить фотоэлектрические модули на крыше дома (или на участке земли соответствующей площади). Вырабатываемый постоянный ток накапливается в аккумуляторах и питает бытовые электроприборы.
Использование энергии Солнца даёт существенную выгоду!
Все мы знаем, что энергия Солнца ежедневно поступает на поверхность Земли. Она состоит из инфракрасных, видимых и ультрафиолетовых электромагнитных волн. Количество этой энергии поистине велико. Использование даже малой её части способно полностью удовлетворить энергетические потребности всего человечества. Также неисчерпаема и легкодоступна энергия ветра.
В системах автономного электроснабжения в качестве основного источника энергии можно применять солнечные батареи для дома совместно с другими источниками свободной энергии, такими как вертикальные ветрогенераторы.
Наши специалисты предложат эффективное решение Вашей задачи автономного энергоснабжения, и помогут реализовать проект, применяя в нём наиболее качественное и современное оборудование. Цель компании «Солнечная Энергоимперия» состоит в предоставлении Вам доступа к неиссякаемой, свободной и экологически безопасной энергии солнечного излучения и других природных источников.
solarempire.ru
Какие солнечные батареи лучше выбрать для дома: цена, отзывы (фото, видео)
Солнечные батареи для дома – устройства, которые на сегодняшний день может позволить себе каждый человек. В большинстве стран мира с преимущественно жарким климатом солнечное электроснабжение является неотъемлемым атрибутом установки дома. Но, к сожалению, нашей страны это пока не коснулось, хотя мода неуклонно растет.
ОГЛАВЛЕНИЕ
- Виды панелей
- Критерии выбора
- Определение и принцип работы
Виды панелей
Для частного дома устройства бывают трех видов, различающихся технологией производства, а также дополнительными компонентами. В основу всех видов входит самый на данное время эффективный фотоэлемент – кремний. Вот основные виды данной батареи для частного дома:
- Пленочные. Комплект таких устройств состоит из аморфного кремния. Они имеют внешний вид тонкой натянутой пленки, а также характеризуются удобством в использовании и устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям. Но при этом их КПД в пасмурную погоду может значительно снизится, максимально на 20 %. Стоимость таких модулей более дешевая сравнительно с другими видами и составляет приблизительно один доллар за Вт. Если выбирать их, то следует учесть необходимость большой площади для их монтажа и расчет всего комплекта.
- Монокристаллические. Самые эффективные на сегодняшний день комплекты устройств, преобразующих энергию Солнца в автономное электричество. Применяются как в промышленных масштабах, так и для электроснабжения частных домов. Устойчивы к влаге, благодаря специальному силиконовому покрытию, достаточно компактны, характеризуются небольшим весом, легкостью установки, высоким КПД. Минус таких батарей – низкая эффективность при рассеянном свете и то, сколько они стоят. А цена их составляет порядка 1,5 доллара за Вт.
- Поликристаллически. Комплекты таких устройств отличаются разным направлением кристаллов кремния, что делает их менее зависимыми от точного попадания солнечных лучей. Стоимость варьируется в пределах 1,1 – 1,3 доллара.
Монокристаллические. Самые эффективные на сегодняшний день комплекты устройств, преобразующих энергию Солнца в автономное электричество. Применяются как в промышленных масштабах, так и для электроснабжения частных домов. Устойчивы к влаге, благодаря специальному силиконовому покрытию, достаточно компактны, характеризуются небольшим весом, легкостью установки, высоким КПД. Минус таких батарей – низкая эффективность при рассеянном свете и то, сколько они стоят. А цена их составляет порядка 1,5 доллара за Вт.
Поликристаллически. Комплекты таких устройств отличаются разным направлением кристаллов кремния, что делает их менее зависимыми от точного попадания солнечных лучей. Стоимость варьируется в пределах 1,1 – 1,3 доллара.Критерии выбора
Для того чтобы выбрать солнечные батареи для дома, следует осуществить расчет потребляемой энергии, а также расчет возможностей комплекта данного устройства. Второй пункт максимально зависит от мощности выработки энергии при определенных погодных условиях. Для расчета выработки солнечной энергии необходимо учитывать угол наклона панели.
Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.загрузка…
Для круглогодичного потребления солнечной энергии рекомендуется выбрать угол больше на 15̊ от географической широты.
Расчет ожидаемой солнечной энергии требуется проводить для трех частей года: расчет для зимнего минимума, расчет для основной части года и расчет летнего максимума. В разных странах показатели этих минимумов и максимумов выработки энергии Солнцем отличаются. Среднестатистическая инсоляция вычисляется на 1 кв.м. По многочисленным отзывам, сколько бы ни была указана производителем максимальная мощность комплекта батареи ориентироваться следует на номинальную, поскольку она неизменна.
Для обеспечения частного дома автономным электроснабжением одних солнечных батарей недостаточно, в комплект нужно еще включить аккумулятор, контролер напряжения и инвертор. Основываясь на отзывы пользователей такими чудо-устройствами, можно смело заявить: сколько бы не стоила данная конструкция, если правильно рассчитать потребляемую и вырабатываемую Солнцем энергию, можно обеспечить себя отличной заменой электричества.
Определение и принцип работы
Солнечные батареи – система, состоящая из фотоэлектрических преобразователей, благодаря которым возникает фотоэффект. Фотоэффект осуществляется за счет переходов р-n. Принцип работы устройства заключается в преобразовании солнечной в электрическую энергию. Основой данного преобразования является полупроводник. Самым эффективным и актуальным на сегодняшний день фотоэлементом считается кремний.
В производстве автономного электроснабжения от энергии Солнца существуют два типа кремния: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллический кремний характеризуется по внешнему виду темно-серым оттенком и тонкими линиями поверхности. Он производится в промышленных условиях и в процессе производства разрезается на тончайшие пластины. Поликристаллический кремний является представителем полупроводников нового поколения с большим процентом коэффициента полезного действия. Процесс изготовления поликристаллического кремния кардинально отличается от своего предшественника. Применяется способ литья, а внешний вид пластины на основе поликристаллического кремния характеризуется синим оттенком с переливами. Поликристаллический кремний дополняют другими микроэлементами, такими как мышьяк и бор.
Как говорилось выше, чтобы преобразовать такую энергию в электричество следует организовать все условия для создания фотоэффекта, связанного с физическими термином «переход р-n». Фотоэлемент имеет конструкцию, состоящую из двух частей, так сказать пластин кремния. В одной из пластин находятся атомы бора, а в другой – мышьяка. Еще одним отличием такой конструкции считается переизбыток электронов в одном слое и недостаток в другом. Границей верхнего и нижнего слоев является этот самый переход p-n.
Итогом соприкосновения солнечных лучей с полупроводником становится освещение, взаимодействие верхнего и нижнего слоев по типу электродов обычной батареи. Солнечная энергия активизирует электроны, находящиеся в пластине. Далее происходит перемещение их по кругу с одного слоя в другой. Чтобы в такой ситуации получить автономное электроснабжение следует напаять тонкий слой проводника и организовать подключение к напряжению. Поскольку такая энергия получается природным путем без применения химических реакций, срок эксплуатации системы достаточно большой, что подтверждают многочисленные отзывы пользователей.
Известно, что целенаправленное изучение данной науки на увеличение КПД солнечной батареи привело к использованию дополнительных микроэлементов, способствующих работоспособности систем. Теперь в производстве солнечных станций совместно с кремнием применяются такие элементы как галлий, арсенид, медь, селен, кадмий.
electricvdele.ru