Схемы солнечных батарей

Содержание

Какую выбрать схему подключения солнечных батарей загородного дома

2017-03-01 04:12 Электротехнологии admin 257

Если решено организовать освещение на солнечных батареях, нужна схема подключения солнечных батарей загородного дома и подходящая электростанция.

Типы фотоэлементов

Состоят солнечные батареи из нескольких панелей, оснащенных фотоэлементами, которые встречаются различных типов и размеров:

  • Компактные монокристаллические, состоящие из множества ячеек, отличаются малым весом, но в пасмурную погоду энергии для загородного дома вырабатывают немного.

  • С предыдущими похожи по составу поликристаллические панели, менее зависящие от направления солнечных лучей, поскольку, направлены кристаллы в разные стороны, благодаря чему лучей улавливают больше.

  • При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей – тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Они напоминают пленку, натягивать которую можно в любом месте, меньше стоят, менее зависимы от облачности (потери составляют всего до 20%), но эффективность их снижается при запыленности.

Используют солнечные батареи и тогда, когда возможность подключиться к обычной сети отсутствует. Устанавливать непривередливые источники можно на балконе, на крыше или прямо на загородном участке.

Главное, помнить о двух правилах, без которых будет невозможным потребление энергии. Имеется в виду ориентация конструкции и угол наклона.

Другими словами, поверхность элементов направлена должна быть на юг, чтобы на нее попадало максимальное количество лучей. Угол наклона составлять должен 90 градусов.
Чтобы работала система солнечных батарей для дома на максимальную мощность, ее расположение рекомендуется менять летом и зимой.

Еще необходимо помнить о том, что с низкими температурами фотоэлементы контактировать не должны. Поэтому, конструкции не устанавливают прямо на землю, а закрепляют в четырех точках на высоте 50 см.

Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты (крепятся через отверстия рамки), фиксаторы и пр.

Видео: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

На картинке ниже представлен комплект электростанции, состоящий из таких устройств:

  1. Поглощающих естественный свет элементов, которые преобразуют его в электрическую энергию, т.е. солнечные батареи.
  2. Панели подсоединяются к прибору, контролирующему уровень запасенного электричества, называемому контроллером, соединенным с АКБ. Он следит за напряжением аккумулятора: при перезарядке аккумулятора в дневное время (14 Вольтах на клеммах), он автоматически отключает зарядку, а ночью, в случае разряда, т.е. предельно низкого напряжения в 11 Вольт, прекращает работу электростанции.
  3. Накопитель сгенерированной энергии – аккумулятор.
  4. Инвертор предназначен для изменения типа тока с постоянного на переменный, нужный для работы электрооборудования в загородном доме, бытовой техники, освещения. Для всех приборов придется выделить место.

Для защиты от короткого замыкания рекомендуется в схему подключения добавить между всеми перечисленными устройствами предохранители.

Схема выглядит в простейшем случае следующим образом:

Никаких сложностей, как видно, с такой схемой подключения нет. Основное – соблюдение полярности и правильное соединение штекеров (в соответствующий разъем). Если же желают использовать солнечную энергию в загородном доме одновременно со стационарной сетью, схема подключения будет выглядеть по-иному:

Нагрузка, резервируемая в этом случае, это холодильник, котел или аварийное освещение. Под нерезервируемой понимается свет в помещении, бытовая техника и пр. Электроприборы в автономном режиме работают тем дольше, чем большую емкость имеет аккумулятор.
Разобравшись с тем, как работает схема подключения, нужно понять, как соединить панели между собой.

Рекомендуем:

  • Солнечная батарея своими руками
  • Солнечная батарея своими руками дома: инструкция
  • Фонтан на солнечных батареях преимущества и недостатки

Варианты подключения

Не возникает вопросов при подключении одной панели: к соответствующим разъемам контроллера подсоединяют минус и плюс. Если же панелей много, их можно подсоединить:

  • параллельно, т.е. соединим между собой одноименные клеммы и, получив на выходе напряжение 12В;
  • последовательно, т.е. плюс первой соединить с минусом второй, а оставшиеся минус первой и плюс второй – к контроллеру. На выходе будет 24 В.
  • последовательно-параллельно, т.е. использовать смешанное подключение. Подразумевает такая схема, что несколько групп батарей соединены между собой. Внутри каждой из них панели соединены параллельно, а группы – последовательно. Эта схема на выходе дает самые оптимальные характеристики.

Разобраться детальнее с подключением альтернативных источников в доме поможет видео:

Видео: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

Такие электростанции с помощью аккумуляторных батарей накапливают для дома заряд Солнца и сохраняют его, резервируя в аккумуляторных банках. В Америке, Японии, европейских странах применяется нередко гибридное электроснабжение.

То есть, работают две схемы, одна из которых обслуживает оборудование низковольтное, питающееся от 12 В, другая схема – отвечает за бесперебойное снабжение энергией высоковольтного оборудования, работающего от 230 В.

Достоинства конструкций

  • Бесперебойно обеспечивают загородные дома качественной электроэнергией, поскольку энергия Солнца мощная и неиссякаемая.
  • Дают возможность пользования привычным электрооборудованием благодаря инвертору, который преобразует в переменный постоянный ток, давая на выходе 230 В.
  • Электроснабжение загородного дома находится под автоматической 100% защитой. Надежно защищает автоматику энергосистемы контроллер, присутствующий в схеме подключения, не допускающий в темное время суток перегрузки системы.
  • Оснащение дома солнечными батареями не требует согласования проекта, поэтому сэкономить можно на оформлении его и на оплате за классическую электроэнергию, стоимость которой с каждым годом растет.
  • Продолжительный срок службы — до 30 лет. Поэтому их выбирают в прогрессивных странах для генерации энергии. У нас это процесс новый пока и дорогостоящий, поэтому люди стараются собирать их своими руками, что получается у них достаточно успешно.

К недостаткам относится, прежде всего, высокая цена и недостаточное число профессиональных мастеров, способных грамотно сделать расчет и выполнить монтаж. Окупаемость установок происходит в течение 4-5 лет.

Как стало понятно, подключить загородный дом к такому источнику несложно. Главное – определить, какой должна быть на выходе нагрузка. Важно не забывать, что напрямую к контроллеру нельзя подключать инвертор, чтобы не погубить электростанцию загородного дома.

Особенности установки

К установке предъявляются определенные требования. Устройства могут монтироваться только в регионах, где достаточно солнечного света, т.е. продолжительность светового дня длится с 10 до 17 часов. В противном случае функционировать они будут не надлежащим образом.
К месту установки также есть требования. Монтаж их может быть на стене постройки, на крыше, которая должна быть крепкой, на специальных стойках. Для эффективной работы, места установки не должны затеняться.

Видео: Установка солнечных батарей

Монокристаллическая солнечная батарея 90 Вт, 12 В, производства Chinaland Solar Energy

Солнечная батарея для лодки — качество по лучшей цене



Модель: CHN90-36M

Код товара: 0112110

5.0 (2 отзыва)

6 230 рублей

Наличие: под заказ

Заказать

Доставка:

  • по Москве — от 500 руб.
  • по России — от 500 руб.
  • самовывоз — по предзаказу

Солнечная батарея CHN90-36M подходит для зарядки аккумулятора 12 В на лодках, катерах, моторках. Также, эту солнечную батарею можно применять для лодочного электромотора.

При помощи этой солнечной батареи и контроллера заряда, подходящего по напряжению и току, можно заряжать аккумуляторы емкостью от 20 до 100 А*ч и напряжением 12 Вольт. Оптимальной емкостью аккумулятора для данной батареи является 55 А*ч. При необходимости использования с аккумуляторами напряжением 24 Вольта, нужно взять 2 солнечные батареи и соединить их последовательно.

Солнечная панель имеет относительно небольшие габариты и выполнена в прочной алюминиевой рамке со структурированным закаленным стеклом. Она состоит из 36 монокристаллических элементов Grade A++ размера 5″, соединенных последовательно. В распаечной коробке, расположенной на обратной стороне солнечной батареи, установлены 2 защитных диода для защиты элементов от частичного затенения. Кроме того, фотоэлектрическая батарея укомплектована специальными кабелями и разъемами MC4, что облегчает ее подключение.

Параметры солнечной батареи CHN90-36M

Тип элементов: кремниевые монокристаллические
солнечные элементы Grade A++ 125×125 мм.
Число элементов и соединений: 36 (4×9)
Эффективность элементов (КПД): 16.48%
Немецкий сертификат качества и мощности TUV: Есть
Панели производителя прошли ускоренный тест старения PID test:
Максимальная мощность при стандартных условиях (STC), Ватт: 90
Напряжение разомкнутой цепи (Voc), В: 21.680
Ток короткого замыкания (lsc), А: 5.471
Напряжение в точке максимальной мощности (Vmp), В: 17.569
Ток в точке максимальной мощности (lmp), А: 5.123
Размер солнечного модуля, мм.: 1200 x 540 x 30
Вес, кг: 7,8
Температура эксплуатации: от -40°C до +85°C
Максимальное напряжение системы: 1000 В постоянного тока
Температура нормальных условий (NOCT): 45°C±2°C
Температурный коэффициент напряжения, %/К: -0.34
Температурный коэффициент тока, %/К: +0,06
Температурный коэффициент мощности, %/К: -0.44
Тип выходных контактов: герметичная соединительная коробка
Тип кабеля: 2 кабеля PV1-F(4.0mm²) по 90 см
Тип разъемов кабеля: 2 разъема type lV (MC4 – папа и мама)

Отзывы:

Добрый день! Получил заказанные у вас солнечные панели (2 шт. по 90 Вт CHN90-36M ). В понедельник оставил заявку, привезли уже во вторник (спасибо за…

19 июля 2017 г. Александр

Добрый день! Хотел бы разместить на вашем сайте фотографии собранной мной мини СЭС (солнечная электростанция). В составе СЭС использованы следующие компоненты: 1) СБ на 90…

12 апреля 2015 г. Александр

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.

Принцип работы: Солнечная электростанция


Продолжаю раскрывать тему начатую в статьях Принцип работы: Солнечная батарея и О главном: Фотоэлемент. Сегодня рассмотрим организацию солнечного электроснабжения и схемы солнечных электростанций. С помощью этих схем и соответствующего оборудования Вы сможете организовать солнечное электроснабжение у себя в коттедже или на даче.

Автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами)

Схема выглядит так:

Источником электроэнергии в данной схеме являются только солнечные батареи. Через зарядное устройство они подключаются к аккумуляторами, в которых происходит запасание электроэнергии. К аккумуляторам также подключен инвертор, а через него происходит электропитание потребителей.
Такая схема может быть полезна для электропитания загородных участков и там, где постоянное электроснабжение не критично.

Солнечная батарея (с аккумуляторами) и коммутация с электросетью

Схема выглядит так:

Данная схема лишена некоторых недостатков предыдущей. В ней в случае отсутствия питания с солнечной батареи включится электропитание через электросеть. Схему можно использовать и наоборот — для резервного питания в случае пропадания мощности в сети. Коммутацию обеспечивает АВР (Автоматический Ввод Резерва).
Кроме этого, в некоторых странах (я не уверен насчет России), такую схему можно использовать для того, чтобы получить скидку на электроэнергию, когда Ваши излишки отправляются в электросеть и тем самым крутят счетчик в обратном направлении.

Солнечная батарея (с аккумуляторами) и резервный дизель-(бензо-)генератор

Схема выглядит так:
Она может быть полезна в том случае, когда Вы не хотите (не можете) подключится к электросетям. В таком случае в качестве резерва выступает дизель-генератор, который включается АВР автоматически в случае пропадания мощности в солнечном контуре. Кроме этого, происходит подзарядка аккумуляторной станции.

Солнечная батарея (без аккумуляторов) и коммутация с сетью

Схема выглядит так:
Создав такую схему Вы в полной мере сможете почувствовать себя владельцем электростанции. В такой схеме общественная электросеть используется вместо аккумуляторов — в нее уходит вся выработанная электроэнергия. Из нее же потребляется электроэнергия для Ваших приборов. Тем самым Вы платите только за разницу между показаниями счетчиков.
Увы, но такая схема пока не актуальна в нашей стране.

Гибридная автономная системы — солнце-ветер

Схема выглядит так:
Данная схема позволяет подключить ветрогенератор и создать полностью автономную систему. Когда есть солнце, обычно редко дует сильный ветер. И наоборот, когда есть сильный ветер — редко светит солнце. А еще ветер может дуть ночью. Поэтому такая система позволяет организовать практически бесперебойной питания за счет возобновляемых источников энергии.
Для резервирования можно подключить еще АВР и дизель-генератор, тогда система будет практически полностью бесперебойной.

Вместо заключения

Каждый из представленных в статье подходов можно комбинировать. Тем самым Вы сможете построить ту систему, которая Вам необходима по показателям мощности, бесперебойности и цены.

  • принцип работы
  • солнечная электростанция
  • схема
  • солнце
  • фотоэлемент
  • mrdekk,
  • 02 мая 2011, 12:49
  • +4
  • это интересно | не интересно

Как проверить солнечные батареи

Выбирая оборудование для домашней солнечной электростанции, нужно обращать внимание не только на стоимость компонентов, но и на их качество. И если такие устройства, как инверторы, контроллеры заряда аккумуляторов, сами аккумуляторы в особых проверках не нуждаются, то этого нельзя сказать о самих солнечных модулях. Поэтому потенциальному покупателю домашней гелиевой электростанции будет полезно узнать, как проверить солнечную батарею, насколько она соответствует заявленным качеству и мощности.

Визуальная оценка качества солнечной батареи

Как правило, однотипные изделия различных производителей мало отличаются по цене друг от друга – разница составляет плюс-минус несколько процентов. Если же эта разница составляет десятки процентов, то есть повод задуматься над тем, что же все-таки предлагают вам купить.

В полной мере это относится к гелиевым батареям, которые вы собираетесь купить для вашей домашней электростанции. Стоимость фотоэлектрических преобразователей составляет примерно 65% от стоимости всего модуля. Поэтому, применяя компоненты более низкого качества, производители могут снижать стоимость панели, получая ценовое преимущество перед конкурентами. Но, покупая более дешевые изделия, вы рискуете через некоторое время столкнуться с тем, что купленные модули дают меньшую мощность, что сами панели выходят из строя, а может случиться и так, что град разобьет стекло. Вот чтобы этого не случилось, перед покупкой следует тщательно осмотреть солнечную батарею.

Для начала следует разобраться с классификацией показателей качества гелиевых модулей. Точно установить визуально класс качества невозможно, но определить хотя бы в первом приближении соответствие качества панели заявленному классу вполне реально. На панелях, как правило, указывается показатель качества: от класса «А» до класса «С». Стоимость гелиевых преобразователей класса «В» в среднем на 25% меньше стоимости преобразователей класса «А». В свою очередь, стоимость преобразователей класса «С» может быть в среднем на 75% меньше стоимости преобразователей класса «А».


Ячейка категории «А+»

Классы качества «А+» и «А++». При визуальном осмотре гелиевой панели не обнаружено каких-либо видимых повреждений, и все элементы панели имеют одинаковый цветовой оттенок.


Ячейка категории «А»

Преобразователи класса «А» могут иметь очень незначительные отличия в цветовой гамме, но не иметь видимых повреждений.


Ячейка категории «А-«

Если элементы имеют явные отличия в оттенках, но не имеют видимых механических повреждений, то таким элементам присваивается индекс «А-«.


Ячейка «В»

Класс качества «В». В панелях с таким классом качества можно увидеть, что ее составные элементы имеют различные цвета и/или царапины длиной до 50 миллиметров.

Ячейка категории «В»

Могут также отсутствовать части токоведущих дорожек длиной не более пяти миллиметров.

Ячейка категории «С»

И, наконец, класс «С». Элементы, из которых составлена панель, имеют явно видимые отличия в цвете и/или очевидные механические повреждения, например, сколы кристалла по краям, царапины величиной более 50 миллиметров, отсутствие части токоведущих дорожек величиной более пяти миллиметров.

Оценка качества солнечной батареи по ее структуре и мощности

Прежде всего, следует знать, что гелиевые батареи категории «А» (все подкатегории) мощностью от 80 ватт до 300 ватт могут быть изготовлены только из целых ячеек со стороной квадрата 125 или 156 миллиметров. К примеру, солнечная батарея категории «А» с выходным напряжением 12 вольт и мощностью до 100 ватт, выполненная на базе монокристаллического кремния, должна быть собрана из 36 солнечных элементов размером 125×125 миллиметров. Любое другое количество ячеек, например, 72 элемента размером 62.5×125 миллиметров, говорит о том, что этот солнечный модуль, собранный из половинок ячеек, скорее всего, категории «В» или даже «С», так как никто не будет делать бессмысленную работу по резке ячеек категории «А» пополам.

Поликристаллических двенадцативольтовых модулей, имеющих мощность до 100 ватт и качество категории «А», не существует. Это обусловлено тем, что нет элементов подходящей мощности, выполненных на базе поликристаллического кремния, имеющих размеры 125×125 миллиметров. Такие модули собираются, как правило, из отбракованных по разным причинам элементов категорий «В» или даже «С», имеющих размеры 156×156 миллиметров. У этих элементов отрезают сколотые и бракованные фрагменты, подгоняя их под размеры примерно 104×156 миллиметров. Таких «модифицированных» элементов для модуля понадобится 36. Если исходные бракованные элементы не дают возможности собрать 36 элементов такого размера, то их режут на элементы 52×156 миллиметров, получая таким образом 72 элемента.

Двенадцативольтовая гелиевая панель категории «А» с заявленной мощностью от 140 ватт до 160 ватт должна содержать 36 моно- или поликристаллических кремниевых элементов размером 156×156 миллиметров. Любые другие варианты (например, 72 половинки размером 78×156 миллиметров) – это панели категории «В» или даже «С». Гелиевые панели мощностью 300 ватт категории «А» с выходным напряжением 24 вольта должны состоять из 72 гелиевых ячеек из моно- или поликристаллического кремния размером 156×156 миллиметров.

Что касается панелей, имеющих мощность менее 80 ватт, то их технически невозможно собрать из квадратных ячеек. Поэтому визуально идентифицировать класс такой панели, состоящей из нарезанных ячеек, не представляется возможным. Единственное, на что следует обратить внимание, так это на количество ячеек – у маломощной двенадцативольтовой панели категории «А» их не должно быть больше 36. Если количество ячеек превышает 36, то это свидетельствует о том, что перед вами панель категории «В» или «С».

Кроме вышеперечисленного следует обратить внимание на то, каким образом был выполнен монтаж гелиевых ячеек. При автоматической сборке и монтаже олово на токоведущих шинах распределено равномерным тонким слоем. При ручной сборке и, соответственно, ручной пайке олово распределено не равномерно, можно увидеть наплывы, утончения, микрокаверны на наплывах. Большое значение также имеет стекло, которым накрыт корпус гелиевого модуля. Стекло это должно быть закаленным, структурированным с антибликовым покрытием. Для такого стекла характерна неровная поверхность, способствующая уменьшению потерь светового излучения из-за отражения света.

Проверка мощности солнечной батареи

Производители указывают в паспортных данных мощность, которую должна вырабатывать панель в ясный день при температуре +25°С и световом потоке 1000 Вт/м². При покупке не всегда могут быть такие погодные условия, но, тем не менее, с некоторой погрешностью (до 10%) можно проверить соответствие устройства заявленным данным. Для этого достаточно замерить мультиметром ток короткого замыкания и напряжение холостого хода модуля.

Проверка мощности

Перемножив эти значения с коэффициентом 0.78, вы получите ориентировочное значение мощности. Если полученное произведение отличается от заявленного не более чем на 10%, можно сделать вывод, что реальная мощность соответствует паспортным данным. Различие в 20%, 30% заставляет усомниться в качестве изделия.

Разумеется, квалифицированно проверить гелиевую батарею по всем параметрам можно только в специализированной лаборатории. Но описанные выше приемы позволят хотя бы в первом приближении оценить качество и мощность предполагаемой покупки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *