Солнечная электростанция своими руками

Моя солнечная электростанция 1кВт*ч

Контроллер использовал простой дешевый ШИМ на 24вольта 20А. Вся солнечная электростанция выдавала до 230ватт*ч. Теперь установил 6 панелей 50ватт*ч и 2 панели 100ватт*ч. Общая мощность этих панелей составила 500 ватт*ч. Панели кстати производства Германия. Соединял панели на 24вольта, по две параллельно и потом последовательно. Напряжение рабочее 39В.

Сегодня в час дня провел первые результаты тестов , и получил почти расчетную мощность, не смотря на легкую дымку в небе. На фото панели в верхнем ряду 2шт слева немецкие по 100ватт*ч, а справа Краснодарские по 75ватт*ч, но они не подключены, так как имеют напряжение рабочей точки ниже остальных на 2 вольта.

Показания контроллера, видна зафиксированная мощность 490 ватт*ч.

Контроллер заряжает шесть аккумуляторов АГМ 120А*ч, я их раньше использовал не своем электромобиле. Соединил последовательно по два на 24 вольта и в параллель. От аккумуляторов энергия отбирается по средствам двух инверторов ч чистой синусоидой. Один питает только освещение по дому и прилегающих строениях, его мощность 500ватт*ч. Второй по мощнее, используется для питания мощных потребителей, он на 1,5аВт*ч с кратковременной нагрузкой до 3кВт*ч на 10сек.

Портативная солнечная батарея своими руками.

Так-же вот еще фотки солнечной переносной электростанции, сделанной для одного из знакомых. Мощность панелей 100ватт, можно перекоммутировать на зарядку аккумуляторов 12/24 вольта так-как установлен соответствующий контроллер. Но контроллер обычный, поэтому ток максимальный 6А. Ну в общем получилось неплохо, хотя очень просто.

Вернемся к основной электростанции. Вот закончил монтаж солнечных панелей на 1кВт. Так-же куплен в Китае инвертор на 3.5кВт длительной мощности, чистая синусоида. Зарядом аккумуляторов занят MPPT контроллер TS-MPPT-45. Общая емкость аккумуляторов 7кВт*ч.

Первые данные, показания зафиксировал где то днем, несмотря на большую температуру на улице и легкую дымку на небе электростанция выдавала 900 ватт, результат оправдал все надежды. Зимой думаю мощность побольше будет так-как у нас зимой небо чище и и низкая температура не позволит солнечным панелям перегреваться.

Электростанция в общем пока работает отлично, хотя дом и подключен к центральной электросети, но освещение в доме сейчас полностью питается от солнечной энергии. Еще вот недавно на сутки вырубали электричество, какие-то ремонтные работы, вокруг ни огонька, у одного у меня свет во всех окнах горел весь вечер. Кстати отдача от панелей не только 1-2 часа в день полная, а практически все светлое время суток, даже при косвенном падении солнца панели дают мощность больше 50% от возможной.

Источник: http://e-veterok.ru/1kWtt_solnehnaya_elektrostanziya.php

Как изготовить самодельную солнечную электростанцию

Купить гелиоустановку для дома или же для дачи не составляет труда. Но цена подобных систем нередко оказывается чрезмерно завышенной. А между тем их изготовление своими руками – вовсе не такой невозможный процесс, как кажется на первый взгляд. Достаточно подобрать нужные компоненты и произвести соответствующие расчеты. Разумеется, также необходимы определенные навыки работы с электрооборудованием (для подключения аккумуляторов, инверторов и т.д.).

Что для этого нужно?

Самодельная солнечная электростанция должна состоять из нескольких главных частей. Все они вполне доступны по цене и продаются в специализированных магазинах.

Фотомодули

Прежде всего необходимы сами фотоэлементы. Их количество и площадь определяются на основе норм энергопотребления и среднесолнечной географической активности. Каждый модуль можно собрать и самостоятельно, купив только кремниевые фотоячейки. Также можно приобрести уже готовые гелиоблоки, если их параметры удовлетворяют всем требованиям.

Аккумуляторные батареи

Их наличие необходимо для предотвращения перебоев энергоснабжения. Если солнечная электростанция не объединена с другими энергоисточниками, то именно данные аккумуляторы будут поддерживать жизнеобеспечение дома в пасмурные дни.

Контроллеры заряда

Представляют собой электронные устройства, предназначенные для предохранения аккумуляторов от чрезмерной зарядки/разрядки. При полной зарядке батареи они снижают вырабатываемый солнечным модулем ток до величины, позволяющей компенсировать саморазряд. В случае же критической разрядки эти контроллеры прерывают подачу электроэнергии на бытовые устройства. Если собрать солнечную электростанцию самостоятельно и оснастить ее подобными приборами, то срок службы установки значительно увеличится.

Это устройства, преобразующие постоянный ток от гелиоячеек в переменный, от которого «запитано» все бытовое оборудование. Кром того, инверторы производят электричество лучшего качества, чем то, которое поступает из местных энергосетей. Как правило, изготовление солнечной электростанции своими руками подразумевает использование синусоидальных моделей. Дело в том, что такие инверторы менее дороги и идеально подходят именно для домашних сетей. Еще одно назначение этих приборов – роль своеобразного «буфера» между домашней энергосистемой и коммунальной, что позволяет передавать избыток сгенерированного электричества в общую сеть.

Ни одна солнечная электростанция не обходится без специальных коммутационных кабелей. Для минимизации энергопотерь кабели между элементами системы должны пролегать по наиболее коротким путям и иметь соответствующее сечение (не менее 4-6мм2). Внешние кабели должны быть устойчивы ко всем погодным явлениям.

Особенности компоновки

Чтобы созданная вами солнечная электростанция работала максимально эффективно, она должна быть спроектирована по определенной схеме. Вкратце эту схему можно изобразить таким образом. Постоянный ток от фотоэлементов подается на контроллер заряда. Как правило, при этом он проходит через специальную соединительную коробку. После контроллера ток попадает на аккумуляторную батарею, и часть его используется для накопления энергии. За аккумуляторной батареей располагается инвертор, который преобразует этот постоянный ток в переменный. Далее энергопоток распределяется на бытовые нагрузки. Причем лучше всего использовать для каждой группы нагрузок свой инвертор.

Монтаж домашней солнечной станции

В первую очередь необходимо расположить на крыше дома солнечные модули. Нужно помнить, что они должны располагаться под прямым углом к падающим лучам, а отклонение не должно превышать 15°. Причем если солнечная электростанция будет функционировать круглый год, то батареи надо поместить под углом +15° относительно географической широты. Для летней эксплуатации лучше придерживаться угла -15°.

Как правило, гелиомодули устанавливаются рядами на наклонных крышах, один ряд над другим. Такой монтаж подразумевает необходимость выдерживания расстояния между рядами. Это необходимо, чтобы модули не затеняли друг друга. Данное расстояние должно составлять минимум 1,7 высоты самих фотобатарей.

Все дополнительное оборудование (инверторы, аккумуляторы, зарядные контроллеры и т.д.) лучше располагать в отдельном техническом помещении. В этом случае уменьшится длина коммутационных кабелей (а значит, и энергопотери), и собранная система будет работать эффективнее.

Источник: http://solarb.ru/kak-izgotovit-samodelnuyu-solnechnuyu-elektrostantsiyu

Бытовая солнечная электростанция своими руками

Современные способы использования солнечной энергии для организации систем автономного производства и потребления электроэнергии предусматривают не только установку соответствующего оборудования, но и правильную его эксплуатацию. Под эксплуатацией понимается не только защищенность всего энергетического оборудования от климатических факторов и аварийных ситуаций в электрических цепях, но и правильный подход к экономному расходу производимой электроэнергии.

Рассмотрение замкнутых систем электроснабжения на основе солнечных батарей начнем с основного элемента – самих солнечных батарей. При организации бытовой солнечной электростанции можно пойти по двум путям: купить готовую солнечную панель или сделать ее самостоятельно. В финансовом выражении эти два способа практически не будут иметь преимуществ, т.к. самостоятельное изготовление солнечной панели потребует дополнительных расходов при отсутствии начальных навыков, а также значительно больше времени. Однако при самостоятельном изготовлении солнечных батарей можно рассчитать необходимую мощность установки и, соответственно, оптимизировать количество применяемых батарей.

Изготовление солнечной панели

Любая солнечная панель строится из нескольких соединенных между собой солнечных батарей. В нашем случае для солнечной панели будут использоваться солнечные элементы класса Grade B, заказанные из Китая. Там же заранее необходимо заказать соответствующие распаечные коробки, разъемы MC4 для подключения батарей и шины для соединения ячеек, а также контроллер PWM и автомобильный инвертер мощностью 100Вт (по китайским характеристикам). На месте необходимо приобрести закаленное просветленное стекло (толщина в нашем случае 4мм), которое позволит одновременно защитить солнечные панели от града и других неблагоприятных условий, а также уменьшить потери мощности. Основа солнечной батареи будет закреплена с помощью алюминиевого уголка 30х30. Подключение солнечных панелей к системе электроснабжения будет осуществляться медным кабелем с сечением жилы 6 кв. мм.

В соответствии с заявленными параметрами китайских солнечных панелей мощность каждой из них составляла 2Вт (4А при 0,5В). Заряд аккумулятора осуществляется при напряжении 14,4В, поэтому было решено использовать 72 панели для одной батареи. Соединяться панели будут следующим образом: две цепи с 36 элементами, соединенными последовательно, будут включаться параллельно. На бумаге такая цепь должна выдавать 144Вт мощности при напряжении 18В и токе в 8А.

Сборка солнечной батареи

К каждой солнечной панели припаиваются специальные шины для подключения. Подготавливаем рамку с основанием.

Солнечные панели укладываем на основание стекла, соединяем все необходимые проводники пайкой и заливаем пластины компаундом для герметизации. Так как в системе будут установлены две батареи, то в систему включаем диод, исключающий падение мощности при затемнении одной из батарей.

При самостоятельном изготовлении солнечных батарей следует учитывать следующие условия:
— нагрев солнечной панели снижает ее КПД;
— КПД солнечной панели снижается при наличии микротрещин и нарушении пайки.
С учетом этих допущений при измерениях мощность каждой панели даже в солнечный день не превышала 40Вт, при расчетных 144Вт. На материалы для изготовления такой солнечной панели понадобилось около $100, а уже готовая панель такой же мощности обошлась бы на 15-20% дороже.

Подключение солнечной батареи

Для начала необходимо определиться с рабочим напряжением в цепи постоянного тока, на котором будет построена вся система. Самой простой и надежный вариант системы можно создать на базе 12В. Во-первых, 12В – это выходное напряжение автомобильного аккумулятора. Во-вторых, 12В – стандартное напряжение, с которым работают многие электроприборы. В третьих, при наращивании дополнительной емкости системы аккумуляторов потребуется только подключить параллельно еще один или два аккумулятора, а не 4,6 или 8 при напряжениях 24В или 36В.

Для управления системой зарядки аккумулятора будет использоваться PWM или ШИМ-контроллер. При достижении максимального уровня заряда аккумулятора, контроллер пульсацией подает ток на аккумулятор, не давая тому возможность перезарядиться. Для более сложных систем можно использовать MPPT контроллеры, в системах с которыми можно последовательно соединять солнечные батареи. Это дает возможность увеличивать напряжение в цепи и, соответственно, уменьшать ток при сохранении мощности. В нашем случае для управления будет использоваться PWM-контроллер, который обеспечит ток заряда при напряжении 12В в 30А.

Помимо контроллера для управления зарядом аккумулятора в цепь также необходимо включить инвертор для преобразования постоянного напряжения в переменное. Простейшие недорогие инверторы выдают модифицированную, а не чистую синусоиду (рисунок 6). Большинство бытовой техники работает с модифицированной синусоидой, за исключением компрессоров холодильников, которые греются при работе с таким напряжением, и стиральных машин. Мощность инвертора определяется исходя из мощности подключаемой нагрузки и типа нагрузки, который определяет максимальные токи при пусках. Например, при пуске холодильника номинальный ток может вырасти в 10 раз. Аналогичные показатели будут и у стиральной машины. Поэтому мощность инвертора стоит выбирать с определенным запасом. В нашем случае в цепях будут установлены два инвертора мощностью 600Вт и 1000Вт.

Для аккумулирования полученной от солнечных батарей энергии будем использовать аккумулятор емкостью 190 А-ч. В итоге вся система автономного питания с использованием самодельных солнечных батарей будет включать в себя следующие элементы:
1 Две самодельные солнечные батареи (мощность каждой батареи 40Вт).
2 PWM контроллер заряда аккумулятора с максимальным током до 30А.
3 Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 190 А-ч.
4 Два инвертора на 600 Вт и 1000 Вт с модифицированной синусоидой.

В схеме подключения стоит внимательно следить за питающим напряжением для контроллера, т.к. при его отсутствии и работающих солнечных батареях контроллер выйдет из строя. Помимо этого, инвертор необходимо подключать к аккумулятору напрямую, даже если им потребляется вся мощность солнечных батарей. Вся же система позволит использовать солнечную энергию для зарядки мобильных устройств и освещения по вечерам. В солнечные дни при максимальной выработке электроэнергии к такой системе электроснабжения можно подключать электроинструмент.

Источник: http://ukrelektrik.com/publ/bytovaja_solnechnaja_ehlektrostancija_svoimi_rukami/1-1-0-1625

Солнечная электростанция своими руками. Подбор компонентов.

Попытаемся понять подход к выбору автономной солнечной системы, какие факторы имеют большее, а какие меньшее значение.

Прежде всего, надо определить, сколько энергии вам понадобится в месяц, и, чтобы стоимость солнечной электростанции не стала фантастически высокой, по мере возможности уменьшить потребности. Затем необходимо определить, сколько солнечной энергии можно получить в той местности, где будет работать солнечная установка. Примерные данные приводятся в метеорологических справочниках, кое-какую информацию по солнечной инсоляции можно найти в Интернете. Обычно уровень солнечной инсоляции выражается в Ваттах/м2 с разбивкой по месяцам. Причём сезонные колебания могут быть очень значительными.

Солнечные электростанции. Схема электроснабжения дома от солнечных батарей

Как выбирать солнечную батарею?

Если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, расчёт надо производить по месяцам с наихудшими параметрами по инсоляции (конечно, если предполагается использовать только солнечную энергию). КПД солнечных батарей для расчётов надо принимать не выше 14% (а лучше 12%), т.к., несмотря на КПД элементов 16 или даже 17 % (а чаще используются элементы с КПД 14-15%), часть излучения отразится от поверхности стекла закрывающего элементы (даже если используется антибликовое стекло), часть излучения погасится в толщине стекла, т.к. не вся поверхность солнечной батареи закрыта кремниевыми пластинами (между ними есть зазоры 2-3 мм). Кроме этого некоторые элементы имеют обрезанные углы, что также уменьшает полезную площадь. Некоторые изготовители приводят примерную выработку энергии в месяц при разных уровнях солнечного излучения.

Карта инсоляции России. Продолжительность солнечного сияния.

Теперь, чтобы определить количество солнечных батарей, необходимо разделить желаемую потребность в энергии на возможную выработку энергии одной батареей в те месяцы, когда будет использоваться солнечная электростанция. Естественно, расчёт ведется по самым наихудшим параметрам по инсоляции.

Например, установка будет эксплуатироваться круглогодично, потребность в энергии 100 кВт час/месяц, одна батарея из выбранных вами произведёт в декабре не более 2 кВт-час энергии, 100 : 2 = 50 батарей. При тех же условиях, но неизвестной производительности батареи, а известной её площади 0,7 м², определяем, что за месяц будет произведено примерно 20 х 0,7 х 0,12(КПД) = 1,68 кВт-час энергии (инсоляция в декабре составляет примерно 20 кВт-час/м²). Для определения количества солнечных батарей необходимо разделить желаемое количество энергии на выработку одной батареи: 100 : 1,68 =59,5 шт., округляем в большую сторону 60 шт.

Следует отметить, что все эти расчёты носят приблизительный, ориентировочный характер, т.к. количество солнечных дней может сильно отличаться в разные годы. Всегда надо учитывать, что запас только улучшает параметры системы.

Увеличение производительности солнечных батарей – это отдельная большая тема. Можно отметить только несколько способов увеличения производительности:

Выбор оптимального угла установки. Желательно, чтобы поверхность солнечной батареи располагалась перпендикулярно к лучам солнца, с максимальным отклонением в ту или иную сторону на не более, чем 15°. В связи с тем, что солнце в течении года постоянно меняет высоту над горизонтом, желательно устанавливать солнечные батареи под тем углом, который обеспечивает максимальный выигрыш по производительности в нужное время. Например, если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, то батареи устанавливают под углом + 15° к широте местности, а если только в летние месяцы, то под углом – 15° от широты местности.

Поворот солнечной батареи вслед за солнцем в течение дня(применим только для небольших систем), таким образом можно увеличить выработку энергии вплоть до 50% от выработки в стационарном положении.

Применение контроллера заряда с функцией ОТММ (Отслеживания Точки Максимальной Мощности, по-английски MPPT (Maximum Power Point Tracking)). Такой контроллер при наличии достаточной освещённости не препятствует поступлению энергии от солнечных батарей на аккумуляторы, а при недостатке освещённости накапливает энергию и подаёт её на аккумулятор порциями с оптимальными значениями тока и напряжения.

Но, конечно, если с таким трудом полученную энергию расходовать не экономно, то все ухищрения по получению дополнительной энергии пропадут впустую. Наибольший выигрыш в автономных системах электроснабжения можно получить, экономя энергию. Замена ламп накаливания на люминесцентные или компактные люминесцентные (энергосберегающие), а там где надо получать большие световые потоки (освещение территорий, торговых залов и т.д.), на металлогалогеновые даёт снижение затрат на освещение примерно в 4-5 раз. Применение бытовой техники с индексом энергопотребления «А» или «А+» даёт ещё более значительный выигрыш. Вообще, вопрос энергосбережения, в условиях значительного роста цен на энергоносители приобретает первостепенное значение.

Немного коснёмся принципов конструирования систем автономного электроснабжения на солнечных батареях. Мы уже пробовали рассчитать необходимое количество солнечных батарей, теперь перейдём к остальным компонентам системы. Энергия, полученная от солнечных батарей, направляется на зарядку аккумуляторов. Это необходимо по двум причинам:

— сглаживание неравномерности поступления энергии, например, в облачную погоду;

— реализация потребности в электроэнергии тогда, когда нет солнечного излучения (ночью и в пасмурные дни).

Для подбора количества и типа аккумуляторов также используются два параметра: конструкция инвертора (напряжение на низкой стороне) и ток зарядки, который может поступать от нескольких источников и не должен превышать 10 % от номинальной ёмкости для кислотных аккумуляторов и 25-30% от номинальной ёмкости для щелочных. Если в инверторе имеется зарядное устройство от сети, то оно должно автоматически регулировать зарядный ток в зависимости от степени заряда аккумуляторов. Кроме этого, особенно если подзарядка от существующей сети отсутствует, необходимо, чтобы аккумуляторы не боялись сульфатации пластин, иначе подзарядка маленьким током, который часто бывает в не очень ясную погоду, быстро выведет аккумуляторы из строя.

К необходимым свойствам аккумуляторов, применяемых в солнечных электростанциях, добавим и низкий уровень саморазряда (иногда изготовители указывают эту отличительную черту). Обычный кислотный аккумулятор требует подзарядки не реже чем один раз в шесть месяцев, иначе выходит из строя. Через год после начала эксплуатации уровень саморазряда обычного кислотного аккумулятора достигает 1,5% в день от его номинальной ёмкости. Поэтому к аккумуляторам, применяемым в солнечных системах, предъявляются специфические требования.

Теперь перейдём к инверторам. Вообще, идеальной конструкцией солнечной электростанции следует считать ту, где разные группы нагрузок получают питание от разных инверторов, и количество и мощность инверторов соответствует количеству и мощности автоматических выключателей в распределительном щитке. Эти параметры выбираются при конструировании домашней электросети. Например, в распределительном щитке — 4 автомата на 16 А (максимально допустимая нагрузка на бытовые сети: розетки и освещение) и 2 автомата на 25 А (для питания силовой техники). Идеальным считаем применение 4 инверторов мощностью 16А х 220В=3520 Ватт и двух инверторов мощностью 25А х 220В=5500 Ватт. Причём питание эти инверторы могут получать от одной группы аккумуляторов, заряжаемых одной группой солнечных батарей.

Обычно изготовители указывают не мощность в Ваттах, а пиковую мощность в вольт-амперах, т.к. этот параметр выше по значению примерно на 20-30%. Многие фирмы выпускают инверторы с самыми различными свойствами. Они могут отличаться формой выходного сигнала (наиболее простые и дешёвые на выходе дают прямоугольный сигнал, так называемый «меандр», изготовители которого, правда, чаще называют его: модифицированной синусоидой, имитированной синусоидой, псевдо синусоидой, квазисинусоидой и т.д.), способом компенсации нагрузок (за счёт сохранения амплитуды напряжения или площади кривой), применяемым схемным решением (одно или два преобразования напряжения, импульсным или аналоговым преобразованием сигнала).

Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство от существующей сети, другие могут осуществлять подпитку сети и направлять энергию, полученную от солнца, в сеть. Вообще, конструкция инвертора может быть самой разнообразной.

Но в целом качественный инвертор должен выдавать чистый синусоидальный сигнал с искажениями меньше 3 %, не менять значение амплитуды напряжения при подключении нагрузки более 10 %, осуществлять двойное преобразование (первое — постоянного тока, второе – переменного), иметь аналоговую часть вторичного преобразования с качественным трансформатором, иметь значительный запас по перегрузке и набор защитных функций от короткого замыкания в нагрузке, от неправильного подсоединения к аккумуляторам, от перегрузки, от неисправности аккумуляторов, не допускать глубокого разряда аккумуляторов. Все остальные функции могут быть, а могут и отсутствовать. Иногда лишние сервисные функции затрудняют пользование подобным прибором, пользователь должен в идеале включить прибор и забыть об его существовании.

Ещё один достаточно важный вопрос, на который необходимо обратить внимание при выборе солнечных систем, вопрос запаса параметров. При использовании солнечной энергии мы применяем непредсказуемые природные явления. Поэтому для обеспечения стабильности электроснабжения необходимо иметь запас по источникам энергии (солнечным батареям), по хранилищам энергии (аккумуляторам) и по преобразователям энергии (инверторам). Естественно, подходить к вопросу избыточности надо разумно. Иногда бывает лучше и дешевле применять гибридную схему электроснабжения с применением других источников энергии: разного рода генераторов, существующего подключения к электросети и т.д.

В заключение можно сделать вывод, что в условиях, когда традиционные энергоносители дорожают, а на горизонте истощение природных ресурсов, обоснованность и необходимость применения альтернативных источников электроснабжения возрастает многократно.

Источник: http://www.solarroof.ru/theory/28/105/

Как сделать мобильную солнечную электростанцию своими руками

Преимущество мобильной солнечной электростанции заключается в том, что ее можно использовать не только дома в качестве резервно-аварийного источника питания, но и в местах, где электричества нет и помине, например:
— при отдыхе на природе теперь можно слушать музыку, пользоваться ноутбуком, заряжать телефон;
— для электрификации отдельно стоящих сооружений (дача, сторожевой домик на полях, охотничий домик, кемпинг и т.д.);
— для обеспечения освещения в полевых условиях.

В предыдущей статье мы рассматривали, как сделать портативную солнечную электростанцию. Но ее существенный недостаток заключается в малой мощности, и соответственно, она не всегда может удовлетворить все ваши потребности.

Можно увеличить мощность солнечной электростанции, но это повлечет за собой увеличение площади солнечной панели, увеличение емкости аккумулятора, и к тому, же остальное оборудование (контроллер заряда, инвертор) нужно использовать более мощное. Следовательно, такая солнечная электростанция будет иметь довольно внушительные габариты и вес, и для ее свободного перемещения понадобится тележка или прицеп (велосипедный, мотоциклетный или автомобильный).

В данном случае разберем, как сделать мобильную солнечную электростанцию на базе ручной тележки. Поскольку транспортирование солнечной электростанции предполагается по бездорожью, то для уменьшения тряски, выбирать тележку необходимо с большими колесами.

На тележке монтируем раму из уголка или профильной трубы, под солнечную батарею и блок электроники. Блок электроники будет находиться под солнечной батареей, которая в свою очередь послужит крышей от возможных дождей.

Сама, же, солнечная электростанция состоит из: солнечной батареи, контроллера заряда аккумулятора, аккумулятора и инвертора для преобразования постоянного напряжения 12В в переменное напряжение 220В.

Cхема соединения солнечной электростанции выглядит примерно так

Стоит учесть, что оборудование необходимо выбирать исходя из ваших потребностей.

Мощность инвертора выбирается исходя из мощности одновременно подключаемой нагрузки, т.е. нужно четко понимать, что именно вы будете подключать к вашей солнечной электростанции. Если вы выбрали инвертор на 300Вт , то дрель на 500Вт вы уже не запитаете.

Емкость аккумулятора выбирается в зависимости от необходимого времени работы подключаемого оборудования. Например, если подключить светодиодный прожектор мощностью 50Вт, то он проработает около 6-ти часов. Но если подключить к инвертору максимальную нагрузку (в нашем случае мощностью 300Вт), то при аккумуляторе емкостью 35А*ч, оборудование проработает примерно 50 минут. Если нужно, чтоб оборудование работало дольше, достаточно параллельно подключить еще один или несколько аккумуляторов (одинаковой емкости).

Контроллер заряда выбирается по двум параметрам: тока заряда аккумулятора и вырабатываемого тока солнечной батареей. Если выбрать контроллер с током заряда 1А, то аккумулятор будет заряжаться очень долго, да и солнечную батарею больше чем на 15 Вт не подключишь. Поэтому для подключения 60Вт солнечной батареи, понадобится контроллер заряда на 5А. Для солнечной батареи 80Вт, у которой ток короткого замыкания 5,5 А, контроллер заряда должен быть рассчитан минимум на 6А. Но поскольку контроллеры выпускаются 5А, 10А, 15А, 20А и т.д., то выбираем любой лишь бы не меньше 6А (например на 10А ). Если в планах на будущее есть мысль добавить еще несколько солнечных панелей, то контроллер необходимо выбрать с расчетом на большой ток.

Вырабатываемый ток солнечной батареей, должен быть, как минимум на 10% меньше, чем рассчитан контроллер заряда.

Всю электронику размещаем на металлическом каркасе под солнечной батареей.

Поскольку конструкция не защищена от дождя, хранить солнечную электростанцию необходимо в сухом помещении.

поделиться с друзьями >>>

Источник: http://www.solarsistem.ru/solar_panel_mobil_elektrostanciya.php

Солнечная электростанция для дома: принцип работы, правила расчета и установки

Гелиотехнологии сейчас уже не вызывают недоверия, их эффективность доказана десятилетиями эксплуатации. В настоящее время приобрести гелиоустановку для дома, дачи не составляет большого труда.

Многих пугает их чрезмерно высокая цена, но и изготовление такой системы своими руками не такой простой процесс, хотя вполне возможный. Достаточно произвести правильный расчет мощности солнечных батарей, приобрести необходимый комплект электростанции и иметь минимальный набор инструментов.

Конечно, здесь не обойтись без определенного навыка работы с электрооборудованием, хотя на этапе коммутации инвертора, аккумуляторов, панелей можно обратиться к «семейному» специалисту, который всегда есть среди родственников.

Компоненты

Пример схемы солнечной электростанции. (Для увеличения нажмите)

Схема такой системы состоит из нескольких обязательных частей, которые можно приобрести в специализированном магазине:

1. Фотоэлементы, их количество и площадь зависит от проектной мощности данной системы и солнечной активности для данного географического района. Такой фотомодуль можно собрать самостоятельно из кремниевых фотоячеек.
2. Набор аккумуляторов необходим для обеспечения гарантированного электроснабжения при перебоях, авариях или выходе параметров электросети за пределы, необходимые для надежной эксплуатации электрооборудования и электроприборов дома. К тому же данные батареи будут поддерживать электроснабжение дома в пасмурную погоду.
3. Инвертор, который преобразует постоянное напряжение от солнечного коллектора в переменное напряжение для бытовой электросети.
4. Контроллер заряда аккумуляторных батарей.

Получая абсолютно бесплатную электроэнергию, не стоит забывать о значительных начальных затратах на приобретение вышеперечисленного оборудования, хотя при правильной его эксплуатации эта система быстро окупается, о чем свидетельствуют положительные отзывы владельцев солнечных электростанций для дома.

Аккумуляторы хранятся в отдельном помещении

Срок службы панели с фотоэлементами 45-55 лет, инвертора и контроллера 15-20 лет, аккумуляторов 5-10 лет (зависит от типа аккумулятора и характера эксплуатации).

Кроме этого, потребуется небольшое помещение для хранения и эксплуатации инвертора, аккумуляторных батарей и др.

Выбор конфигурациии

Комбинированная электростанция

Выбор установки зависит от нужд по энергообеспечению дома или дачи.

Сегодня получили распространение три направления домашнего бесперебойного солнечного энергоснабжения:

1. Самая простая конструкция солнечной электростанции из фотопанелей для электроснабжения насосов скважин, горячего водоснабжения и др. Система очень простая в эксплуатации, компактная и недорогая.
2. Солнечная электростанция с аккумуляторными батареями для полного и автономного электроснабжения.
3. Комбинированная система, состоящая из гелиоустановки, ветровой электростанции, бензинового мини-генератора и центральной электросети.

Для расчета параметров солнечной электростанции для собственных нужд необходимо:

1. Рассчитать среднюю норму электропотребления на месяц. Можно просуммировать паспортную мощность всех бытовых электроприборов, умножить на предполагаемое время их работы. Гораздо проще определить максимальное электропотребление по платежным квитанциям.
2. Определить эффективность электростанции с учетом местного климата, уровня активности Солнца. Традиционно такими данными располагают сами производители солнечных систем.
3. Определить количество фотомодулей исходя из заданной проектом мощности.
4. Выбрать дополнительное оборудование, учитывая особенности энергосистемы дома.

Чтобы оценить возможности системы, надо общее поступление солнечной энергии на 1 кв. метр земной поверхности умножить на КПД солнечной панели 0,18.

Усредненные данные гарантируют, что 1 кв. метр панели с апреля по октябрь вырабатывает около 800 Вт ч за сутки.

Определиться с выбором солнечных батарей может помочь данная статья: https://teplo.guru/eko/kak-vyibrat-solnechnuyu-batareyu.html

Особенности монтажа и ухода своими руками

Для получения максимальной производительности фотоэлементов домашней солнечной электростанции надо чтобы на поверхность батареи солнечный поток падал под прямым углом.

Достичь таких условий в домашних условиях практически невозможно, поэтому допустимое отклонение от перпендикуляра с учетом сезонного движения Солнца не может превышать +/-15 градусов.

Для достижения большой производительности, возможно, потребуется обрезать или даже удалить деревья, которые перекрывают световой поток.

Поскольку падающий солнечный свет играет ключевую роль, скат крыши с панелями должен быть направлены на юг, но это не значит, что надо перестраивать дом, вероятно, понадобиться больше панелей для достижения проектной мощности.

Теперь можно сделать вывод: цена стационарного электроснабжения постоянно увеличивается, его качество становиться все ниже, поэтому необходимость применения альтернативных источников автономного электроснабжения с каждым годом многократно возрастает.

Источник: http://teplo.guru/eko/solnechnaya-elektrostantsiya-dlya-doma.html

Солнечные электростанции для дома: как выбрать и как сделать своими руками

Если еще лет десять-пятнадцать назад солнечные электростанции для дома были в диковинку, то сегодня они уже считаются обычным делом. Мало того, пусть по высокой цене, но они уже появились в продаже. Как говорится, дело сдвинулось с мертвой точки, и энергонезависимость каждого дома – это уже только вопрос времени – какие бы преграды ни возводили энергетические компании, как бы они ни мешали развитию этой отрасли, все равно придет тот день, когда собственная электростанция станет нормальным повседневным явлением в нашей жизни. Тем более начало всему этому уже положено. В этой статье вместе с сайтом stroisovety.org мы поговорим про солнечные электростанции для дома – мы разберемся с вопросом, как выбрать готовую систему и как ее можно изготовить своими руками?

Солнечная электростанция для дома своими руками фото

Солнечные электростанции для дома: как выбрать

Чем хороши готовые солнечные электростанции, так это тем, что приобретая их, не приходится ломать голову над расчетом компонентов – это готовое решение с определенной выходной мощностью, которое нужно только правильно собрать. Сами понимаете, что продаются такие системы по цене, во много раз превосходящей все вместе взятые компоненты, если их покупать по отдельности. По большому счету, это единственный их плюс, рассчитанный, так сказать, на ленивца. Даже если и так – все равно выбирать между той или иной моделью придется, и лучше делать это осознанно, а не доверяться полностью продавцам. Тем более что при выборе следует обращать внимание не на такое большое количество характеристик – по сути, их всего две, а если разбить второй пункт на подпункты, то в общей сложности получится четыре момента, которые необходимо учесть.

1. Мощность. С мощностью все достаточно просто, и рассчитывается она исходя из самого мощного потребителя в доме – как правило, среди бытовой техники потребители с мощностью более 3кВт не встречаются. В большинстве случаев это вообще 2-2,5кВт. К этому значению добавляется небольшой запас и получается необходимая мощность панелей. Принцип простой – в солнечный день должна работать стиральная машина и, возможно, что-то еще. То есть в среднем для небольшого дома вполне хватает электростанции с выходной мощностью в 2,5-3кВт.
2. Тип панелей. На сегодняшний день их существует всего три – это поликристаллические, монокристаллические и пленочные. Последний тип солнечных элементов, можно сказать, самый плохой – для них характерен эффект постепенного угасания. Спустя 25 лет максимум от них остается 50% былых возможностей, как вы понимаете, их мощность снижается. А если выбирать между поликристаллом и монокристаллом, то здесь можно сказать только одно – в условиях облачности лучше всего работают поликристаллические солнечные панели.

Солнечные электростанции для дома фото

В принципе, всего этого вполне достаточно для того, чтобы не ошибиться в процессе решения вопроса, как выбрать солнечную электростанцию для частного дома? Как видите, сложного здесь нет ничего, и даже расчеты, за которые, по сути, и берут деньги предприниматели, делаются не так уж и сложно. По большому счету, если разобраться, то и собирать такую систему не сложно – в общем, если еще и работы по сборке электростанции для дома взять в свои руки, то ее стоимость можно будет сократить вдвое, если не больше. Давайте поговорим об этом немного подробнее.

Солнечная электростанция для дома своими руками: как сделать

В принципе, решая вопрос, как выбрать солнечную электростанцию для дома, мы уже частично разобрались и с вопросом, что нужно для самостоятельного изготовления такой системы? Остается только дополнить верхний список незначительными деталями и описать порядок сборки. Под «незначительными» деталями подразумевается три вещи – это специальные кабели с коннекторами (соединительными разъемами), аккумуляторы, желательно гелевые (они способны выдерживать большее количество циклов разрядки и зарядки) и установочные элементы, с которых и начинается сборка солнечной электростанции своими руками.

1. Установочные элементы. Под этим понятием понимается жесткая рама, сваренная из профильной трубы – ее конструкция целиком и полностью зависит от места установки, но в целом ее внешний вид одинаковый во всех случаях. Это прямоугольник, к которому панели крепятся специальными прижимами с резиновой подушечкой. Такая конструкция может быть собрана как на земле, так и на крыше.
2. Вторым этапом работ, связанных с решением вопроса, как сделать солнечную электростанцию, является крепление панелей. Здесь все достаточно просто – это чисто механическая работа, в которой главное не переусердствовать и не раздавить панели, чрезмерно затягивая винты.

Автономная солнечная электростанция для дома фото

Устройство солнечной электростанции для дома фото

В принципе, это и весь вопрос, как сделать электростанцию на солнечных батареях? Как видите, устройство солнечной электростанции для дома не такое уж и сложное. Главное – хорошенько во всем разобраться и понять принцип работы. Ну а все остальное, как говорится, дело наживное – естественно, очень дорогое. Кстати, расчеты рентабельности таких источников энергии на сегодняшний день отнюдь не утешительные – система не окупается полностью, если не продавать излишки энергии по нормальным тарифам (например, соседям). Если идти классическим путем и выдавать неиспользованное электричество в городскую сеть и получать за него копейки, то на возврат денег можно не надеяться. К сожалению, государство не поощряет еще такие технологии, хотя и не запрещает. Именно по этой причине их установка целесообразна только в тех местах, где сетевого электричества нет вообще.

Источник: http://stroisovety.org/solnechnye-elektrostancii-dlya-doma/

Солнечная электростанция для дома

Установить на крыше солнечные фотоэлементы, которые за день зарядят аккумуляторы, а вечером пользоваться дармовой энергией — это путь к полной независимости от государственного электроснабжения, цен на газ и так далее.

Простейшая схема солнечной станции

Преимуществ у домашней солнечной электростанции предостаточно:

1. Простота установки и подключения. Не надо строить высокую башню, как для ветровой электростанции, бетонировать фундамент.
2. Для строительства не нужны большие площади. Многие укладывают светоактивные листы на крышу частного дома.
3. Простой и нематериалозатратный монтаж сильно сокращает денежные расходы.
4. Возможно, по мере накопления средств, добавлять к имеющимся панелям новые, увеличивая мощность установки в целом, чего нельзя сделать для ветровой станции.
5. Отсутствуют вращающиеся части, которые нужно смазывать, подтягивать. Профилактический осмотр солнечных элементов специалисты рекомендуют проводить раз в 1–2 года.
6. Может эксплуатироваться без капитального ремонта до 25 лет.
7. Все компоненты электроустановки подвозятся к месту установки в собранном виде.
8. Солнечные станции бесшумны, безопасны для людей, не мешают птицам. Они самые экологически безопасные среди зелёных технологий.

Перейдем к недостаткам:

1. Ограничено применение в некоторых регионах количеством солнечных дней.
2. Имеют низкий КПД и слабую мощность, особенно в хмурые зимние дни, по сравнению с другими источниками энергии.

Подбор PV-элементов

Черные фотоэлектрические панели, photovoltaic PV-элементы, те, которые в диковинку видеть на крышах российских домов, сплошь покрывают любые строения в Японии. А японцы очень практичны и не будут городить то, от чего мало проку. Главная задача — правильно выбрать тип солнечного элемента.

В продаже представлены четыре типа фотоэлектрических элементов:

1. монокристаллические;
2. поликристаллические;
3. аморфные;
4. тонкоплёночные.

• Монокристаллические делают из отполированного листа кремния. Примерно 1 кВт энергии от таких изделий можно получить с площади 7 квадратных метров.
• Поликристаллические кремниевые менее производительные, чем первые. Чтобы получить 1 кВт уже потребуется занять площадь более 8 кв. метров.
• Аморфные наиболее экономичны при изготовлении: аморфный кремний наносится тонким слоем на подложку и расходуется гораздо меньше. Эти батареи имеют самую низкую мощность и относительно дешевы.
• Тонкопленочные имеют наибольший КПД в 25 процентов, по сравнению с показателем 12–17 у первых трёх типов. Могут вырабатывать энергию при слабом освещении, даже зимой в облачную погоду. Производят такие пленки на нескольких американских заводах для промышленного использования. Стоят они очень дорого.

Оптимальным вариантом для южной полосы: Одесса – Ростов на Дону – Астрахань – побережье северное Каспийского моря являются монокристаллические элементы. Можно собрать эффективную солнечную установку мощностью до 500 кВт/час за месяц.

Другие компоненты солнечной электростанции

1. Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. Фотоэлектрические элементы вырабатывают постоянный ток низкого напряжения, а большинство бытовых приборов работает на переменном высоком напряжении.
2. Аккумуляторы, сохраняющие энергию для ночного времени.
3. Контроллер – зарядное устройство, не допускающее перезарядки аккумуляторов и защищающее от утечки обратного тока на PV-элементы ночью.
4. Автоматическое реле, которое при полной разрядке аккумуляторов переключает питание домашних приборов к общей сети.
5. Электросчетчик, остается для контроля потребленной энергии.

Цена солнечной установки

Покупать солнечную электростанцию под ключ, к примеру, СЭС-5 удобно тем, что специалисты компании-производителя сами всё привезут, соберут, подключат, проверят и гарантию дадут.

СЭС-5, производитель Термо Технологии, Украина

Стоимость СЭС-5, вместе с монтажом составляет 8250, 9100 долларов. Такая система замечательна тем, что излишки выработанной энергии можно продать в общую сеть по зеленому тарифу. Установка состоит из 25 фотоэлектрических элементов, средней производительностью за месяц – 521 кВт/час. Есть установки равной мощности по цене 15000 долларов. Если в вашем доме все бытовые приборы расходуют за сутки около 10 кВт/час, то этой электростанции вполне достаточно, чтобы всё светилось, крутилось. Кроме отопления, конечно.

Обогрев дома зимой такая электростанция не потянет. Надо увеличить количество солнечных элементов и аккумуляторов как минимум вдвое, соответственно и цена возрастет вдвое.

Если же комплектовать домашнюю электростанцию самостоятельно, то собранная установка обойдется в 8032 доллара. Из расчета, если каждый компонент будет стоить:

• PV-элементы Yabang Solar YBP 250-60 (250 Вт, 24 В), 20 штук — 4250 долларов;
• контроллер (зарядное устройство) — 25 долларов;
• аккумуляторы SIAP PzS 4 APH 420 (2 В, 420 А), 24 шт. — 3624 доллара;
• инвертор — 69 долларов;
• автоматическое реле — 33 доллара;
• электросчетчик — 31 доллар.

Итого: если умудрится самому собрать и подключить солнечную электростанцию для дома, то можно сэкономить лишь 218 долларов.

Автор: Виталий Петрович, Украина Лисичанск.

Источник: http://volt-index.ru/podelki-dlya-avto/radiotehnika-zaryadnyie-ustr-va/solnechnaya-elektrostantsiya-dlya-doma.html

Сборка солнечной электростанции: от комплектации панелей до соединения электрических цепей

Пайка солнечных панелей из отдельных фотоэлектрических элементов и электромонтаж домашней солнечной электростанции – опыт пользователей портала.

Продолжаем нашу тему, посвященную строительству домашней солнечной электростанции. С общей информацией о конструкции солнечных батарей, о принципах расчета солнечных панелей, а также о выборе дополнительного оборудования для автономных систем электроснабжения вы можете ознакомиться, прочитав наши предыдущие статьи. Сегодня же мы расскажем об особенностях самостоятельного изготовления солнечных панелей, о последовательности подключения электрических преобразователей и о защитных устройствах, которые должны входить в комплект солнечной электростанции.

Изготовление фотоэлектрических модулей

Стандартный фотоэлектрический модуль (панель) состоит из трех основных элементов.

1. Корпус панели.
2. Рамка.
3. Фотоэлектрические ячейки.

Самым простым по конструкции элементом солнечного модуля является его корпус. Как правило, его лицевая сторона представляет собой обыкновенный лист стекла, размеры которого соответствуют количеству солнечных ячеек.

Стекло использовал обычное оконное – 3 мм (самое недорогое). Проводил тест: производительность модуля стекло ухудшает незначительно, так что не вижу особого смысла брать закалённое или просветлённое стекло.

Оконное стекло часто используется при изготовлении защитного корпуса для солнечных панелей. Если же вы сомневаетесь в прочности этого материала, то можно использовать стекло закаленное или обычное, но более толстое (5…6 мм). В этом случае можно не сомневаться, что фотоэлектрические элементы будут надежно защищены от проявлений разрушительной природной стихии (от града, например).

Тыльная сторона корпуса может быть изготовлена из влагостойкого материала, который будет защищать его от попадания пыли и влаги на солнечные элементы. Это может быть металлическая жесть, герметично прикрепленная к рамке с помощью заклепок и силикона или, опять же, обыкновенное стекло.

При этом наличие задней стенки на корпусе самодельной солнечной панели некоторые умельцы и вовсе не приветствуют.

Тыльная сторона батареи открыта (для лучшего охлаждения), но покрыта акриловым лаком, смешанным с прозрачным герметиком.

Учитывая, что при нагреве панелей значительно падает их мощность, подобное решение выглядит оправданно. Ведь оно обеспечивает эффективное охлаждение полупроводниковых элементов и одновременно – качественную герметизацию солнечных ячеек. Все вместе гарантированно продлевает срок эксплуатации солнечных панелей.

Рамки для самодельных солнечных панелей чаще всего изготавливают из стандартных алюминиевых уголков. Лучше использовать алюминий с покрытием – анодированный или крашенный. Если есть соблазн изготовить рамку из дерева или пластика, будьте готовы к тому, что через пару лет изделие может рассохнуться или вовсе развалиться под действием климатических факторов (исключение составляет оконный пластик).

Покупаю там, где производят окна. Цена – 80 руб. за метр. Профиль полностью готов к работе, только запилить надо на 45° и под нагревом, углы склеить.

Рассмотрим самый простой вариант панели: панель с алюминиевой рамкой.

Детали алюминиевой рамки легко скрепляются между собой болтами или саморезами.

Впоследствии к алюминиевому уголку можно без особых усилий приклеить стеклянный корпус. Все, что для этого нужно – обычный силиконовый герметик.

Я брал силиконовый герметик – универсальный. Достаточно 1-го тюбика. Герметик лучше брать прозрачный. Химическую безопасность герметика по отношению к фотоэлектрическим элементам подтвердила годовая эксплуатация батареи.

В итоге получится неглубокий ящик со стеклянным дном, к которому впоследствии будут приклеены фотоэлектрические элементы.

Пайка солнечных элементов

Самым ответственным этапом сборки солнечных модулей является спаивание фотоэлектрических элементов. Солнечные ячейки изготовлены из очень хрупкого материала, поэтому и обращения они требуют соответствующего. Те люди, которые уже имели с ними дело, впредь при покупке солнечных элементов заказывают себе ячейки с некоторым запасом по количеству (10 – 15%). Например, для изготовления панели, рассчитанной на 36 элементов, они приобретают 39 – 42 ячейки.

Для пайки солнечных элементов рекомендуется приобретать специальные плоские проводники (шинки), на поверхность которых уже нанесен тонкий слой олова.

Тонкие шинки для спаивания солнечных ячеек, более толстые шинки (с помощью которых соседние ряды панели объединяются между собой) и солнечные ячейки лучше приобретать у одного и того же продавца. Это экономит время на поиски подходящих элементов и дает определенные гарантии их совместимости.

Пайка элементов в случае их последовательного соединения производится по следующей схеме.

Отрицательный (лицевой) контакт солнечного элемента припаивается к положительному (тыльному) контакту следующей ячейки и т. д.

Так выглядит готовая панель.

Для работы понадобятся следующие инструменты и материалы:

• Мощный паяльник 40-60 Вт (не менее).
• Флюс (флюс-маркер) – обязательно должен быть нейтральным (в противном случае припаянные контакты быстро окислятся).
• Шинки разной ширины.
• Резиновые перчатки – чтобы не вымазывать солнечные элементы (особенно их лицевую часть).

Еще нам понадобится олово. Это на тот случай, если шинка будет плохо припаиваться к контактам. Ячейки, с которыми ведется работа, располагаются на твердой и ровной поверхности. Это может быть дощечка или стекло. Для того, чтобы ячейки не скользили по рабочей поверхности стола, их можно зафиксировать с помощью кусочков изоленты, проклеенных по периметру элемента. Клеить изоленту на саму ячейку (особенно на ее лицевую часть) не следует. Свободный конец шинки следует прикрепить к столу с помощью двухстороннего скотча.

Пайка элементов и сборка панелей производятся в следующем порядке: первым делом контактная канавка пластины по всей длине промазывается флюсом. Затем плоская шинка укладывается в канавку и припаивается к контакту пластины по всей ее ширине (на отрицательном полюсе элемента).

Или в трех точках (как правило – на положительном полюсе элемента).

Количество точек припаивания зависит от конструкции элемента.

Поочередно контакты припаиваются ко всем солнечным элементам. Дополнительный припой используется только в тех случаях, когда с первого раза шинку не удается надежно припаять к пластине.

В первую очередь контакты припаиваются к лицевой (отрицательной) стороне каждой ячейки, которая будет ложиться на стеклянный корпус панели.

Шинка необходимого размера подготавливается заранее. Ее длина должна соответствовать ширине 2-х соседних пластин.

Пластины с припаянными контактами выкладываются на стеклянный корпус панели лицевой стороной вниз. После этого их можно припаивать друг к другу согласно полярности («–» каждой ячейки припаивается к «+» соседней ячейки и так далее).

Для того чтобы элементы было удобнее располагать на стеклянном корпусе панели, его поверхность можно предварительно разметить.

На стекле нанес черным фломастером точки расположения ячеек. Расположил ячейки и зафиксировал их головками, гайками и болтами.

Гайки, ключи и другие металлические предметы в данном случае использовались в качестве груза. Зафиксировать ячейки можно также с помощью прозрачного силикона, который наносится на стекло по углам каждого элемента.

Объединяя между собой соседние ряды фотоэлектрических элементов, следует использовать дополнительный припой. Это повысит надежность пайки в местах соединения проводников различной ширины.

Во время спаивания всех элементов между собой клал маленькие кусочки припоя (тот, что с канифолью внутри) в места спаивания. Здесь фломастер был без надобности.

Когда все ячейки спаяны между собой, а проводники выведены наружу сквозь алюминиевую рамку панели, можно приступать к заливке солнечных элементов.

Для этого швы между соседними элементами заливаются силиконовым герметиком.

Залил силиконом зазоры между панелями (немного приплюснул и срезал сопло шприца, чтобы обеспечить эстетичность шва и хороший контакт силикона со стеклом). Когда подсохло, промазал по периметру каждую панельку ещё раз. После того, как высох герметик, два раза покрыл ячейки яхтовым лаком. В дальнейшем попробую лак изоляционный.

Пользователь Mirosh вместо лака использует для заливки ячеек белый силикон, который наносит на поверхность тонким слоем при помощи шпателя. Результат – вполне удовлетворителен.

Перед окончательной сборкой каждый элемент желательно протестировать на предмет генерируемой им мощности. Сделать это можно с помощью мультиметра. Если существенных различий между силой тока и напряжением, которые генерирует каждая отдельная ячейка, нет, то можно смело включать их в состав фотоэлектрического модуля.

Установка диодов Шоттки

В конструкции солнечных панелей зачастую используются элементы, о которых мы ранее не упоминали. Это шунтирующие диоды Шоттки.

К их установке прибегают по двум причинам.

Во-первых, шунтирующие диоды ставят для того, чтобы в темное время суток или в пасмурную погоду солнечные панели не разряжали аккумулятор, входящий в комплект солнечной электростанции.

В случае прямого подключения солнечных батарей к аккумулятору ночью на панелях высаживается напряжение, и они греются. Поэтому в схему примитивного солнечного контроллера, разработанного ещё лет 10 назад, был введён диод Шоттки (защита от ночного разряда АКБ).

Если к солнечным панелям подключен современный контроллер, то особой необходимости в защите от ночного разряда нет. Исправный контроллер, без помощи дополнительных устройств, вовремя отключит СБ от аккумулятора.

Во-вторых, если солнечный модуль закрывается тенью от стоящего рядом здания (или другого массивного предмета), то мощность этого элемента снижается. Последствия снижения мощности таковы: по отношению к остальным панелям, подключенным к затененному элементу последовательно, затененный элемент из источника тока превращается в резистивную нагрузку. Сопротивление затененного модуля сильно возрастает, а его температура значительно увеличивается.

Значительное снижение мощности – это самое безобидное из того, к чему может привести частичное затенение последовательно соединенной солнечной батареи. Ведь в конечном итоге затененный модуль перегреется и выйдет из строя. Это явление получило название «эффект горячего пятна».

Для того чтобы избежать этого эффекта, параллельно каждому последовательно подключенному модулю (или последовательному ряду солнечных ячеек) устанавливается диод Шоттки. Диод позволяет пустить электричество в обход затененной панели. В этом случае генерируемое напряжение снизится, но большой просадки тока удастся избежать.

Большой ток от остальных панелей цепи, которые освещены, не прервётся, а пойдёт в обход затенённых частей панелей через диоды. Итоговое напряжение станет чуть меньше, но контроллеру это не важно. Если бы в панелях не были встроены диоды, тогда при малейшем затенении хотя бы кусочка 1 панели вся цепочка полностью бы переставала давать ток.

Иными словами, потери мощности будут соизмеримы с площадью затенения.

Диоды можно устанавливать параллельно всему модулю, а можно параллельно его отдельным рядам.

Здесь изображена схема, при которой каждый ряд ячеек, установленных в одном модуле, имеет свой диод. На практике же модуль чаще всего разделяется на 2 равные части.

Обычно для четырехрядной панели выводится средняя точка, то есть ячейки шунтируются пополам. Диоды ставят в клеммной коробке.

В любом случае, все модули солнечной панели следует располагать так, чтобы свет попадал на них равномерно. Тогда не придется решать проблему шунтирования отдельных модулей или даже ячеек.

Клеммные коробки для удобства располагают на тыльной стороне солнечных панелей.

Если несколько последовательно соединенных групп панелей подключается к контроллеру параллельно, то в этом случае каждая последовательная цепочка включается в общую цепь через развязывающий диод. Это позволяет избежать потерь при рассогласовании отдельных последовательных цепочек и дополнительно защитить аккумулятор от разряда в ночное время (если, вдруг, контроллер выйдет из строя).

Диоды подбираются по двум основным параметрам: по максимальной силе тока, которая будет проходить в прямом направлении (прямой ток), и по обратному напряжению. Максимальное напряжение обратного тока (Uобр.макс.) не должно привести к пробою диода. При этом рабочие характеристики диода должны немного превышать номинал панели (примерно в 1,3 – 1,5 раза).

Но здесь есть одна хитрость.

Нормальных Шоттки на большие напряжения не бывает. Это просто столбы с падением по прямому току. Так что лучше брать обычные с Urev. Max ≈ 30. 100В.

Установка панелей

Как правильно крепить панели и где их устанавливать? Ответы на эти вопросы зависят от конструкции СБ и от возможностей их владельца. Единственное, о чем должны позаботиться все без исключения – это о соблюдении угла наклона. Для каждого региона этот угол будет свой, а зависит он напрямую от широты местности.

В таблице представлены оптимальные рекомендации. И если угол наклона не планируется изменять в течение года, то можно просто следовать ее данным. Смена этого параметра хотя бы 2 раза в год поможет значительно увеличить КПД батареи.

В среднем зимой угол наклона должен быть на 10°…15° выше оптимального значения, летом – на такую же величину – ниже. Статистические данные по солнечной энергии в различных городах можно посмотреть в разделе FORUMHOUSE.

Сечение проводников

В соответствии с постулатами электротехники слишком малое сечение проводника может привести к его перегреву и даже к возгоранию. Слишком большое – это неплохо, но приведет к необоснованно завышенному удорожанию автономной системы. Поэтому задача ее создателя – найти «золотую середину».

Начнем с того, что самые толстые проводники следует устанавливать в цепи, соединяющий аккумулятор с инвертором (кстати, чем короче будет этот участок, тем лучше). Именно здесь протекают токи большой силы.

Проводники, соединяющие панели с инвертором, а также соединяющие панели между собой, можно выбирать с малым сечением. На этих участках цепи может присутствовать сравнительно высокое напряжение, но всегда будет малая сила тока.

16 мм² не нужно и 10 мм² не нужно. 4 – более чем достаточно. «Толстый» провод понадобится только в контуре инвертора, сечение нужно подбирать в соответствии с мощностью тока.

«Толстый» и «тонкий» – понятия растяжимые, поэтому не будем уходить от стандартов.

Учитывая, что алюминиевые проводники в домашних системах электроснабжения на сегодняшний день использовать запрещено, табличные данные распространяются на медные токопроводящие жилы с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией.

Также, выбирая проводники, следует обращать внимание на рекомендации производителей инверторов, контроллеров и других устройств, задействованных в системе.

Защитные автоматы

В цепи солнечной электростанции, как и в цепи любого другого мощного источника электроэнергии, необходимо ставить защиту от коротких замыканий. В первую очередь автоматы или плавкие вставки должны защищать силовые кабели, идущие от аккумуляторных батарей к инвертору.

Если замкнет что в инверторе, то так и до пожара недалеко. Одно из требований к аккумуляторным системам – наличие автомата DC или плавкой вставки как минимум на одном из проводов и как можно ближе к клеммам аккумулятора.

Помимо этого, защита ставится в цепь аккумулятора и контроллера. Не стоит также пренебрегать защитой отдельных групп потребителей (потребителей постоянного тока, бытовых приборов и т. д.). Но это уже правило построения любой системы электроснабжения.

Порядок подключения

Сборка электрической цепи происходит в следующем порядке:

1. Подключение контроллера к аккумулятору.
2. Подключение к контроллеру солнечных панелей.
3. Подключение к контроллеру группы потребителей постоянного тока.
4. Подключение инвертора к аккумуляторным батареям.
5. Подключение нагрузки к выходу инвертора.

Подобная последовательность подключения поможет уберечь контроллер и инвертор от повреждений.

Перед включением инвертора следует отключить от его выхода все нагрузки переменного тока.

Подробнее о принципах работы и об особенностях построения систем автономного электроснабжения вы можете узнать от участников нашего портала, посетив соответствующую тему. Тем, кого всерьез заинтересовала тема строительства домашней солнечной электростанции, мы рекомендуем посетить еще один полезный раздел, посвященный обмену опытом в этой области. В заключение предлагаем вашему вниманию видеосюжет, который расскажет о том, как правильно монтируются и подключаются солнечные батареи.

Источник: http://www.forumhouse.ru/articles/house/7464

Солнечная электростанция своими руками

Экология потребления.Наука и техника:Уже несколько месяцев команда проекта с интересным названием «hooli» разрабатывает эффективный солнечный концентратор для конкурса Sunny Day 2016 Challenge в своей мастерской в Харькове.

Представьте себе, что вы можете построить свою собственную солнечную электростанцию. Из материалов, которые можно найти в строительном супермаркете и магазине электроники. Представили? Именно этим и занимаются харьковские умельцы, о которых пойдет речь ниже.

Уже несколько месяцев команда проекта с интересным названием «hooli» разрабатывает эффективный солнечный концентратор для конкурса Sunny Day 2016 Challenge.

На фестивале Kharkiv Mini Maker Faire, который состоится 5 ноября, команда планирует показать рабочий прототип солнечной электростанции, работающей без применения фотоэлектрических модулей. Устройство представляет собой большое зеркало Френеля для концентрации солнечной энергии, которое использует термодинамический цикл Ренкина с турбиной и генератором для преобразования солнечной энергии в электричество.

Цель создания солнечного концентратора – продемонстрировать, что довольно сложные и технологичные конструкции под силу простой команде мейкеров, которая работает над проектом по вечерам и использует только оборудование, доступное практически для любого человека.

«Также целью является популяризация идей энергонезависимости и энергохакерства. Наша установка — это прежде всего proof of concept, она может уступать в эффективности и стоимости коммерческим продуктам, она может быть слишком сложной для бытового использования, но она должна стать первым шагом для серьезного опен-сорсного энергомейкерства, ведь вся информация о ее конструкции и особенностях изготовления станет доступной для всех заинтересованных, в рамках проекта energytorrent.org», — рассказывает руководитель команды Николай Христенко.

Выглядит спроектированная система так:

• радиальное зеркало Френеля диаметром 5 м, которое концентрирует солнечные лучи;
• система ориентации, которая поворачивает концентратор за солнцем в течение дня – две оси, стальная стойка, рама и два простых электронных датчика света;
• преобразователь тепловой энергии в электрическую с турбиной и генератором.

Работает мини-СЭС следующим образом: по трубам замкнутой системы циркулирует жидкость, похожая на хладагент в кондиционерах. Жидкость испаряется за счет энергии солнца и несет с собой энергию в турбину, которая, в свою очередь, генерирует электричество. В системе работает турбина наддува от бензинового двигателя автомобиля Smart на 0,7 литра, а также генератор – бесколлекторный электродвигатель.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор оздоровления — econet.ru.

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

Ожидаемая мощность самодельной солнечной электростанции – 1 кВт, а тепловая мощность – 20 кВт.

«Для реализации проекта нам потребовалось создать небольшую мастерскую, сейчас мы продолжаем ее оборудовать. У нас есть и 3D печать, и ручной инструмент, и многие вещи для работы с электроникой. Планируем развиваться дальше, завести несколько ЧПУ-станков, еще более удобные места для ручного труда с металлом, деревом, композитами», — говорит Христенко.

Помимо Николая Христенко (разработчика термодинамической части), в команду победителей входит Андрей Корнеенков, спроектировавший зеркало (рассчитавший прочность, оптическую линию и прочее); Максим Лосев, специалист по радиосвязи и радиоастрономии; Юрий Карелин, ответственный за электронику, прошивку и электрогенератор; и специалист широкого профиля Юрий Кобзарь.

«По окончании проекта больше всего хочется, чтобы все это не простаивало, а приносило удовольствие другим мейкерам. Поэтому сейчас в мыслях проект чего-то вроде коммерческого коворкинга для мейкеров, для «хардовой» работы; удобно оборудованная мастерская, в которой, на определенных выгодных условиях, смогут поработать все заинтересованные — собрать коптер из напечатанных деталей, починить микроволновку, взять ноутбук, починить велосипед или даже «затюнинговать» двигатель автомобиля.

Все схемы и руководства по сборке электростанции организаторы SunnyDay Challenge публикуют на условиях открытой open-source лицензии.

Источник: http://econet.ru/articles/138923-solnechnaya-elektrostantsiya-svoimi-rukami