Домой Оборудование Как подключить солнечные батареи схемы и пояснения

Как подключить солнечные батареи схемы и пояснения

128
0

Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.

А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.

f25717d6f9a714e3bd5743745c6cacbc.jpgПри совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подключается, тем сложнее становится схема

Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.

Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:

  • не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
  • резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.

Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.

Несмотря на то, что инверторы вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Схема подключения инвертора

Подключение инвертора. При самостоятельной сборке домашней электростанции дома, возникает много текущих вопросов, на один из которых мы решили написать ответ. Чтобы ваша система работала правильно, нужно знать как грамотно подключить инвертор к аккумулятору чтоб ничего не спалить. Особых сложности с подключением акб не должно возникать, стоит только придерживаться основных правил.1fe3877b0fd2d84113cbe295dd0739cd.jpg
Заводом изготовителем настоятельно рекомендуется соблюдать полярность, использовать кабели идущие в комплекте с инвертором. Во избежание больших потерь энергии, нерекомендуется их удлинять.
Во избежание последствий форс-мажорных ситуаций, рекомендуется установить предохранитель или подключать оборудование через автоматический выключатель. При первом подключении инвертора к аккумулятору- вас может несколько напугать характерное искрение — это нормально.


Преимущества и недостатки солнечной энергетики

Плюсы:

  • На стадии использования — экологичность (почему с оговоркой: производство и утилизация такие же «грязные», как и любая другая электроника).
  • После первичных вложений, полученная электроэнергия условно бесплатная (требуются некоторые средства на обслуживание по истечении срока эксплуатации).
  • Возможна полная автономия: вы можете организовать энергоснабжение в местах, где даже не планируется централизованная подача электроэнергии.
  • Вы не зависите от тарифной политики энергетических компаний.
  • При выполнении определенных нормативов, можно «продавать» избыток электроэнергии в городские сети.

Минусы:

  • Относительная дороговизна оборудования (как видно на примерах использования, это не всегда является проблемой).
  • Зависимость от погодных условий (в регионах, где солнечных дней немного, использование затруднено).
  • Оборудование нуждается в периодическом обновлении — присутствует естественный износ.

Типы аккумуляторов

В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий:

  1. Gelled Electrolite.
  2. Absorptive Glass Mat.

Технология Gelled Electrolite стала применяться в конце 50-х годов. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние. Этот метод позволяет достичь абсолютной герметичности батареи, а циркуляция газов осуществляется в многочисленных порах желеобразного электролита. Большой плюс гелевых аккумуляторов для солнечных батарей, производимых с применением технологии Gelled Electrolite, это отсутствие необходимости доливки воды в течение всей эксплуатации.

Технология Absorptive Glass Mat была разработана в 70-е годы. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Его пропитывают электролитом и тем самым переводят в безжидкостное состояние. Дозируя количество электролита, добиваются того, чтобы заполненными оказались лишь мелкие поры, так как более крупные предназначаются для свободной циркуляции газов. AGM-батареи также не требуют дополнительного обслуживания.

Солнечные аккумуляторные батареи, производимые и по первой, и по второй технологии, обладают как достоинствами, так и недостатками. Узнать о них более подробно Вы сможете из таблиц 1 и 2.

Таблица 1. Преимущества

AGM технология GEL технология
Абсолютно герметичная конструкция исключает возможность утечки кислоты и коррозии клемм, а также позволяет монтировать АКБ в любом положении, за исключением вверх дном. Допускается установка аккумулятора на боковую поверхность и вверх дном.
Являются более устойчивыми к глубоким разрядам.
Исключена возможность взрыва и выделения газов, но при условии правильной зарядки. Стабильная работа при повышенной влажности и высоком уровне вибрации.
Стабильная работа батареи при температуре ниже -30°С. Возможность эксплуатации при температурном режиме выше +50°С и ниже -35°С, а также вблизи чувствительных электронных устройств.
Увеличение срока службы за счет повышенной виброустойчивости. Увеличение срока службы за счет использования активного материала, увеличивающего емкость аккумуляторной батареи.
Время полной зарядки аккумулятора в 7 раз меньше, чем время зарядки обычной свинцово-кислотной АКБ. Минимальная цена в категориях «Цена/Количество месяцев службы» и «Цена/Число циклов».

Таблица 2. Недостатки

AGM технология GEL технология
Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряжения В сравнении с классическими аккумуляторами гелевые АКБ имеют худшие показатели нагрузочных характеристик

Критерии, влияющие на выбор

При выборе аккумулятора для электрических станций, занимающихся преобразованием солнечной энергии необходимо принимать во внимание следующие критерии:

  1. Значение емкости аккумулятора, которое является одним из наиболее важных параметров устройства. Дело в том, что аккумулятор должен держать энергию около четырех суток. Данный параметр определяется из требуемого энергопотребления.
  2. Продолжительность зарядки и последующей разрядки. Производители устанавливают номинальные значения емкости и скорости зарядки и разрядки аккумулятора, однако далеко не всегда эти значения соответствуют реальным.
  3. Габаритные размеры и вес аккумулятора. При этом стоит отметить, что аккумуляторы одного типа могут иметь разный вес. Значение емкости, как правило, выше у того устройства, которое весит больше.
  4. Условия эксплуатации. Под условиями подразумевается температура, при которой устройство может работать без нарушений, периодичность проведения мероприятий по обслуживанию аккумуляторов и необходимость вентиляции помещения.
  5. Срок эксплуатации и количеством циклов полной зарядки и разрядки. При этом стоит помнить, что чем меньше глубина разрядки при работе аккумулятора, тем больше циклов разрядки и зарядки он способен выдержать.

Выбирая аккумулятор для солнечных батарей и рассчитывая параметры данного устройства, обязательно нужно помнить, что при аккумулировании и в процессе преобразования, устройства теряют часть электрической энергии. Как правило, эффективность современных моделей для солнечных электрических станций составляет восемьдесят пять процентов.

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.

e7219962140110f7a6abac084aec0f83.jpg

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.

Рекомендации по выбору

При выборе аккумуляторного накопителя в обязательном порядке следует обращать внимание на совокупность требований и их технических характеристик. Среди них первым делом стоит узнать количество циклов зарядки

Эта цифра прямо отражает срок службы. Время заряда и другие технические характеристики накопителя необходимо узнать у продавца также на этапе выбора. В противном случае использование устройства не принесет радости. Стоит обращать внимание на необходимость дополнительного обслуживания батареи. Приобретение «неправильного» варианта приведет к непредвиденным расходам.

6c50b3eb54c18718b664d996f760aa45.jpg

Элемент питания должен быть устойчив к воздействиям окружающей среды. Он должен быть работоспособен в условиях места своего пребывания. Самым важным критерием выбора становится общее соответствие уже приобретенных и искомых элементов будущей системы. Все отдельные детали должны идеально подходить всей системе. Также они должны удовлетворять критерий максимальной эффективности.

f6d1886ca8f89ecb8f48d6131c24dbae.jpg

Если подойти к вопросу выбора серьезно, то обращать внимание необходимо на следующие показатели:

  • скорость разряда и заряда;
  • степень саморазрядки;
  • емкость и уровень производительности;
  • размер и масса;
  • условия эксплуатации;
  • срок эксплуатации.

Практически все эти характеристики могут варьироваться в энергоносителях вне зависимости от емкости. Это дает простор для выбора идеально подходящего по всем показателям технического устройства. При выборе также следует помнить о том, что имеются установленные потери энергии вне зависимости от качества и размеров батарей.

Правила эксплуатации

Одной покупки и монтажа для счастья будет недостаточно – в обязательном порядке следует ознакомиться с правилами пользования системами сбора солнечной энергии и аккумуляторов. С целью экономии носителя энергии следует обеспечить максимально возможную передачу электроэнергии от солнечного приемника к конечному потребителю. Следует использовать аккумуляторы исключительно для накопления электричества. В этом случае срок эксплуатации будет искусственно увеличен. Этой же цели послужит защита от тряски и прочих нежелательных воздействий.

6b42b984b53c66c2c1a30d598b06e4dc.jpg

Следует держать под контролем температуру элементов питания. В случае повышения может возникнуть потребность в добавлении воды или дополнительном обслуживании. В результате понижения температуры электролит может загустеть. Оба варианта могут привести к быстрому истощению, перебоям в работе. Это значит, что владельца ждут дополнительные расходы на незапланированный ремонт. Глубокая разрядка и зарядка устройства от солнечной панели приводит к сокращению емкости. Это становится причиной преждевременного выхода из строя элементов питания. Предотвратить неприятный конец можно с помощью современных составляющих системы.

0d071d303bd20d245ee691e0e509ceac.jpg

Батареи ни в коем случае нельзя держать возле открытого огня, в противном случае возможно воспламенение паров. Попадание воды и прочих осадков также нельзя допускать: пыль и грязь могут негативно повлиять на работоспособность.

С течением времени установленной системе может понадобиться модернизация. В этом случае следует еще раз изучить технические характеристики имеющегося оборудования

Важно понять, что можно использовать повторно. Неисправные и непригодные элементы необходимо заменить либо точно такими же, либо на соответствующие аналоги

Не стоит пренебрегать возможностью переоснащения и улучшения гелиосистемы с целью повышения эффективности.

Накопительные элементы для солнечных систем будут радовать своих владельцев только в случае безупречной работы. Для этого необходимо детально изучить вопрос. Нелишним в этом недешевом деле окажется обращение к квалифицированным специалистам. Правильный монтаж, качественные детали, верный просчет помогут избежать неприятных ситуаций и ошибок.

О том, как выбрать аккумулятор для солнечных батарей, смотрите в следующем видео.

Как установить солнечную батарею

Как установить солнечную батарею

Солнечные батареи достаточно громоздки и занимают большую площадь. Из-за этих факторов монтаж установки может занять 1-2 дня. Установку батареи необходимо выполнять по определенным правилам, только в этом случае она будет функционировать максимально эффективно. Солнечные батареи устанавливают таким образом, чтобы их фасадная (лицевая) плоскость была обращена на юг. Идеальный вариант, когда направление падающих солнечных лучей перпендикулярно плоскости батареи. Часто солнечные панели устанавливаются на крыше дома, при этом желательно, чтобы угол наклона ската кровли и, соответственно, батареи был равен 45 градусов. Если уклон кровли имеет меньший угол, то батареи устанавливают на специальные конструкции, которые обеспечивают не только нужный угол наклона, но и устойчивость, и жесткость всей конструкции. При расположении солнечной системы на территории участка, следует подобрать такое место, где  на установленные панели не будет падать тень от соседних строений или деревьев. Энергия, производимая солнечной станцией, в пользовательскую сеть напрямую не поступает.

Как подключить

Самым важным правилом подключения накопителей Солнца можно обозначить соблюдение всех существующих правил безопасности. Это именно их берут за основу при составлении актуальных схем по подключению. Чаще всего при обустройстве системы энергоснабжения на основе солнечных панелей используется более одного элемента накопления энергии. Это нужно для увеличения напряжения и емкости.

При подключении гелиосистем в настоящее время используют три схемы.

  • Последовательно объединенные системы. Емкость в этом случае равна емкости одного элемента системы. Напряжение высчитывается как сумма всех значений по всей цепи элементов.
  • Параллельное соединение системы. Напряжение в такой схеме приравнивается к значению одного из элементов. Емкость по всей цепи суммируется.
  • Комбинированное соединение батарей. Этот вариант позволяет использовать два предыдущих принципа.

a76fbd147751420c6031a846d3034c48.jpg

Одним из принципов безопасного подключения является необходимость использования аккумуляторов одного вида: у них должны быть одинаковыми емкость и напряжение, возраст. Желательно использовать элементы питания одного производителя. Следует устанавливать их на стеллажи в случае большого количества. Последовательная и комбинированная схемы часто приводят к разбалансировке всей системы. Применяя оба варианта, в обязательном порядке следует использовать контроллеры. Раз в год в таких схемах нужно проверять емкость каждого составного элемента с помощью зарядки и разрядки. С той же целью советуют использовать специальные перемычки для выравнивания.

c116e5286e2ec8f6053bcc8768440bd3.jpgdac354d58dc0ae7c812b78fdacabc664.jpg

В общем же нужно правильно посчитать мощность вырабатываемой электроэнергии. После этого определяется необходимое количество модулей. В конце всего этого можно говорить о предпочитаемом типе накопительного элемента. Одним из неукоснительных правил можно считать запрет на установку в гелиосистемах накопителей длительной эксплуатации. Однако продолжительность жизни расходного материала можно увеличить.

Для этого нужно постоянно контролировать следующие аспекты:

  • температура (оптимальная цифра составляет десять градусов по Цельсию);
  • вентиляционная система (должна соответствовать требованиям эксплуатации аккумуляторных накопителей; с ее помощью следует отводить взрывоопасные газы);
  • емкость (при неправильных подсчетах подача энергии прекратится);
  • контроль зарядки и разрядки (несоблюдение приводит к выходу из строя, поломкам);
  • техническое обслуживание (позволяет обнаружить поломки на ранних стадиях).

Что же касается всей системы электроснабжения дома, то здесь нужно будет подключить солнечные панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. Панели бережно выловят энергию Солнца, аккумуляторы накопят преобразованный ток, контроллеры сохранят всю систему от перебоев, инвертор преобразует энергию в «правильный» ток.

Принцип работы солнечных батарей

Принцип работы солнечных батарей следующий. Поток света падают на слой полупроводника, выбивая из него электроны. Снабженные дополнительной энергией электроны, проскакивают через разделительный слой, попадая в p-слой; дырки перескакивают в n-слой. Это приводит к образованию разности потенциалов т.е. постоянному напряжению. Если к такому модулю подключить нагрузку, по цепи пойдет постоянный электрический ток напряжением 12 В или 24 В.

Важно! Постоянный ток годится лишь для питания светодиодов. Если нагрузка — электрические приборы перед ней включают инвертер — устройство для преобразования постоянного тока в 12 В или 24 В в переменный напряжением 220В

Напряжение, образующееся на фотоэлектрическом элементе, подается на контроллер. Его назначение – распределение энергии, полученной от солнечных панелей. В зависимости от потребления, контроллер направляет поток заряженных частиц на нагрузку либо в аккумуляторы. Различают контроллеры:

  • On\Off – блокирует поступление тока в аккумулятор при достижении 100% заряда, устаревшая модель
  • ШИМ – заряжает аккумуляторы на 100%, автоматически переключая режимы заряда, потери энергии до 40%
  • MPPT – смарт устройство, распределяющее напряжение между потребителем и аккумулятором путем сравнения напряжений в каждый из моментов времени до полной зарядки АКБ; имеет максимальное КПД

e9a98bc5b8882ea97bb1daa8ecc1500b.jpg

Принцип работы подключения: с контроллера часть энергии поступает в аккумулятор. Другая часть напряжения идет напрямую на инвертер, далее потребителю. С аккумулятора ток проходит через инвертер, далее подается потребителю. Аккумулятор и инвертер заземляют. Кратко, соединение солнечных батарей таково:

  • солнечная панель
  • контроллер
  • аккумулятор
  • инвертер
  • резервируемая нагрузка (холодильник, водяной насос, отопительная система, камеры видеонаблюдения, аварийные осветительные приборы)
  • не резервируемая нагрузка (прочие электроприборы и освещение, не влияющие на жизнеобеспечение)

Возможна схема подключения солнечных батарей без аккумулятора. В этом случае, ток от фотоэлектрических панелей добавляется в сеть переменного тока от магистрального подключения. В первую очередь расходуется электричество от солнечной батареи, но при отключении магистрального тока, использование солнечной установки не возможно.

Сборка

Секции укладываются на стекло подложкой кверху и спаиваются между собой и диодами согласно выбранной схеме последовательно-параллельного подключения. Для фиксации фотоэлементов на месте, а также закрепления проводников и диодов можно использовать прозрачный термоклей или бескислотный уксусный герметик.

Не используйте кислотные (легко отличимые по уксусному запаху) герметики – их использование в закрытом объеме приведет к быстрой коррозии пайки!

После того, как все фотоэлементы размещены, закреплены и спаяны, к выводам припаивается более толстый силовой провод – в нашем случае будет достаточно сечения 1,5 мм2. Он пропускается через отверстие в рамке, которую проще всего сделать из пропитанной олифой деревянной рейки. Метод закрепления стекла в рамке может быть различным:

  • Укладка в паз с последующим закреплением штапиком (наподобие тому, как это делается в оконных рамах);
  • Размещение между двумя рамками с последующей их стяжкой саморезами;

В любом случае, учитывая склонность дерева «дышать», нужно применять при укладе стекла незатвердевающий герметик.

Вместо дерева можно использовать более совершенные материалы при их доступности: алюминиевый уголок, металлопрофиль, использующийся при изготовлении стеклопакетов и так далее.

Стыки конструкции рамки, а также место вывода проводов необходимо дополнительно залить герметиком. После вторичной проверки всех соединений залейте фотоэлементы прозрачным лаком, чтобы полностью загерметизировать и скрепить сборку. После высыхания лака к рамке можно прикрепить заднюю стенку из любого подходящего материала, желательно из полимера наподобие поликарбоната. Пространство между стенкой и залитыми фотоэлементами лучше всего залить доступным компаундом, например – эпоксидной смолой.

Крепить получившуюся батарею, учитывая ее достаточно большую массу, необходимо как минимум в четырех углах рамки. Лучший способ усиления конструкции – собрать вторую рамку из стального уголка таким образом, чтобы солнечная панель достаточно плотно встала в нее, а затем саморезами скрепить их по периметру. Такую конструкцию можно спокойно будет размещать на крыше, стене или наклонной стойке в зависимости от того, как Вы планируете использовать солнечную батарею.

Наиболее оптимальный вариант стационарного размещения батареи – горизонтальный или с небольшим уклоном для стока осадков. В этом случае «электростанция» будет иметь максимальный КПД в полдень, когда влияние погоды и посторонних помех на мощность падающего солнечного излучения минимально. Максимальную токоотдачу в течение длительного времени можно обеспечить, предусмотрев возможность наклона панели вдоль хода солнца хотя бы вручную.

Схема подключения

Энергия, которая вырабатывается солнечными батареями, не имеет технической возможности напрямую использоваться для работы каких-либо электрических приборов. Для выделения необходимого для работы напряжения используют своеобразные инверторы, расположенные между панелью и основной сетью потребления.

При этом нужно знать три основных типа подключения солнечных панелей.

  • Автономное подключение. Этот вариант чаще других применяется в тех территориальных зонах, где отсутствует какая-либо централизованная сеть электроснабжения. В этом случае конструкцию формируют аккумуляторные высокомощные батареи. Принцип их работы состоит в накапливании внутри себя энергии в светлое время. Когда наступает время недостаточного освещения, накопленные потоки и перенаправляются в сеть.

af3d33a4924822a99cc140556004f911.jpgdaa5b7220b373df696b166a934e7f44f.jpg

  • Резервное подключение. Этот способ оптимален в местах, где проведено централизованное электроснабжение через сеть переменного тока. Создание резервной системы получения энергии в данном случае используется как запасной вариант, потребность в котором может возникнуть в случае аварийных ситуаций. Перебои с электроснабжением – это далеко не редкость для дачи и в загородных хозяйствах и территориях, поэтому многие домовладельцы создают дополнительные возможности получения тепла и света.
  • Последовательное подключение к сети. Чтобы подключить систему к электросети, этот метод предполагает формирование избыточной солнечной энергии и ее дальнейшего поступления в сеть для окончательной продажи.

6917bf7d2a2049b9391b162fb6567e6c.jpg

Монтаж

Солнечные панели крепятся на особую конструкцию, соединение с которой обуславливают способность фотоэлементов выдерживать любые неблагоприятные атмосферные воздействия, такие как сильный ветер, дождь или снег, а также способствует формированию корректного угла наклона.

Такая конструкция представлена в продаже в следующих вариантах:

  • наклонная – подобные системы оптимальны для монтажа на скатной кровле;
  • горизонтальная – эта конструкция крепится к плоским крышам;
  • свободностоящая – установить батареи подобного типа можно на крышах различного типа и размера.

23cf64de688dc34825b113a75f8cf465.jpg45b1c5d4491c77106040ded2980d2c17.jpge293340a8fcbdd330ed28537b33c51d2.jpg

Непосредственно процесс установки батарей проводится по следующей схеме:

  • для крепления каркаса панели необходимы угольники из металла размером 50х50 мм, а кроме того, потребуются угольники 25х25 мм, которые используют для распорных перекладин. Присутствие этих деталей позволяет добиться требуемой крепости и надежной устойчивости опорной конструкции, а также придает требуемую степень наклона;
  • нужно собрать каркас, для этого понадобятся болты размером 6 и 8 м;
  • конструкция крепится под покрытие кровли при помощи 12-миллиметровых шпилек;
  • в подготовленных угольниках формируются небольшие отверстия, в них закрепляются панели, а для более прочного сцепления следует применять шурупы;
  • во время монтажных работ следует особенное внимание уделить каркасу – в нем не должны возникать какие-либо перекосы. В противном случае может возникнуть перенапряжение системы, которое приведет к растрескиванию стекол.

4b43e283476f7aa7880c15f94177e3dd.jpg0a5acd67af827c4b4ec112e06b87bcc9.jpgfe59790ae276f9c4d09724697b495043.jpg

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Единственным исключением является то, что каркас крепится на наклонной плоскости. Он монтируется между основной несущей стеной здания и торцом строения, обязательно на солнечной стороне. Самостоятельная сборка и установка солнечных батарей всех типов не требует опыта ведения строительных работ, однако, некоторые навыки монтажных работ все-таки потребуются. Если есть желание, то можно смело заняться установкой самостоятельно, однако, перед этим было бы неплохо почитать специальную литературу об особенностях установки палей и изучить мастер-классы, которые имеются в интернете, ну и, конечно же, запастись необходимыми инструментами.

b8388a03a497686583b486b3b9ede0c7.jpgbe091841addedebbdc7ce10d77160e9b.jpg

Плюсы от работы своими руками очевидны – это экономия немалых денег на услугах специалистов, а также колоссальный опыт, который, возможно, понадобится в дальнейшем. В то же время если личных способностей окажется недостаточно, то можно не только потерять время, но и стать причиной поломки панелей либо их низкой эффективности.

Следует учитывать, что только специалисты могут оказать по-настоящему квалифицированную помощь по монтажу модулей конструкции. В случае поломок они будут нести ответственность за ремонт и замену вышедшего из строя оборудования.

4dc6728f485d0d3c200d81b9f2cec7bd.jpg

Альтернативная схема подключения

Существует схема подключения автономных источников без использования аккумуляторных батарей, но такой вариант не подходит для большинства потребителей. Все дело в том, что централизованное энергоснабжение не предназначено для передачи избытков электроэнергии в сеть, что может вызвать серьезные проблемы с установкой подобного варианта.

Теоретические расчеты — неотъемлемая часть любого мероприятия

Любая схема требует в первую очередь правильного теоретического просчета. Только полностью продумав, до мельчайших подробностей, свои энергетические потребности и сопоставив их с материальными возможностями, можно будет подобрать тот самый индивидуальный вариант автономного источника, который будет подходить в конкретном случае. 7fc524ff806a3e4038708e68ec320b7b.jpg

Многим желающим перейти на электроснабжение световыми панелями может оказаться не под силу провести подобный расчет. Но это не повод опускать руки. В каждом магазине, специализирующемся на продаже подобных установок имеются специалисты готовые помочь с решением данной проблемы. Причем последнее время, в связи с ростом конкуренции на рынке солнечных батарей, услуга подбора необходимых компонентов может предоставляться бесплатно. В любом случае, несмотря на то, трудная ли схема получиться в итоге, или покупка солнечных батарей служит не более чем развлечением, чтобы правильно подключить автономную панель, потребуются консультации специалистов в области световой энергетики, которые оградят покупателя от серьезных ошибок и просчетов.

Похожие публикации:

Применяемые на практике виды

На промышленном уровне налажен и осуществляется выпуск двух видов электронных устройств, исполнение которых подходит для установки в схему солнечной энергетической системы:

  1. Устройства серии PWM.
  2. Устройства серии MPPT.

Первый вид контроллера для солнечной батареи можно назвать «старичком». Такие схемы разрабатывались и внедрялись в эксплуатацию ещё на заре становления солнечной и  ветряной энергетики. Принцип работы схемы PWM контроллера основан на алгоритмах широтно-импульсной модуляции. Функциональность таких аппаратов несколько уступает более совершенным устройствам серии MPPT, но в целом работают они тоже вполне эффективно.

761d58e93eb00477da1e2097dbf6bbbe.jpgОдна из популярных у пользователей  моделей контроллера заряда АКБ солнечной станции, несмотря на то, что схема устройства выполнена по технологии PWM, которую считают устаревшей

Конструкции, где применяется технология Maximum Power Point Tracking (отслеживание максимальной границы мощности), отличаются современным подходом к схемотехническим решениям, обеспечивают большую функциональность. Но если сравнивать оба вида контроллера и, тем более, с уклоном в сторону бытовой сферы, MPPT устройства выглядят не в том радужном свете, в котором их традиционно рекламируют.

Контроллер типа MPPT:

  • имеет более высокую стоимость;
  • обладает сложным алгоритмом настройки;
  • даёт выигрыш по мощности только на панелях значительной площади.

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

ef189f045c9a107302d944b03469f645.jpgКонтроллер, предназначенный под эксплуатацию в составе конструкции солнечной энергетической установки. Является представителем класса аппаратов MPPT – более совершенных и эффективных

Под нужды обычного пользователя из бытовой среды, имеющего, как правило, панели малой площади, выгоднее купить и с тем же эффектом эксплуатировать ШИМ-контроллер (PWM).

Контроллер солнечной батареи особенности и схема

Для обеспечения оптимальной работы аккумуляторов в составе солнечных батарей, используют контроллеры. В зависимости от параметров устройства, они подразделяются на несколько видов.

При подключении солнечной батареи особое внимание нужно уделить выбору контроллера

Виды контроллеров:

  • Простейшие;
  • ШИМ контроллеры;
  • МРРТ контроллеры.

Простейшие устройства, представляют собой обычный компаратор, который работает по принципу включения и выключения. Данное устройство, способно только включать или выключать зарядную цепь. Эти параметры определяются значениями исходного напряжения на аккумуляторных клеммах.

Являясь самым простым по устройству и дешевым, данный контроллер производит заряд аккумуляторов самым ненадежным способом. Обусловлено то тем, что такой контроллер, обеспечивает зарядку аккумуляторов, до определенного уровня, который составляет 90%.

Контроллеры на основе ШИМ (широтно – импульсная модуляция), обладают более совершенной начинкой. Помимо дискретных элементов, они оснащаются различной электроникой.

Обратите внимание! ШИМ контроллеры, способны заряжать аккумуляторы ступенчато, что позволяет продлить срок службы данных устройств.

Для того чтобы произвести полную зарядку аккумуляторной батареи, контроллер способен автоматически повысить напряжение и понизить силу тока, что дает возможность заряжать аккумуляторы полностью.

Контроллеры типа МРРТ, способны для обеспечения оптимального заряда аккумуляторов, отыскивать точку, при которой мощность солнечного модуля максимальна.

Как выбрать и где приобрести преобразователи

Дешевле будет приобрести фотоэлементы на китайских интернет-площадках, хоть, конечно же, там зачатую продаются заводские детали, имеющие брак. Для старта и это неплохо, тем более, что цена у них ниже. А после того, как придет опыт в сборке батарей, можно брать более качественные детали с завода.

Некоторые продавцы продают преобразователи все скопом запаянные в воск, дабы во время транспортировки они не повредились, ведь кремниевые пластины хрупкие, как хрусталь. Очищение их от воска – весьма трудоёмкое занятие

Для начала необходимо погрузить их в горячую воду и после того, как воск расплавится, очень осторожно разделить их. После нужно опустить каждый фотоэлемент в мыльный раствор, а потом в чистую горячую воду

И так, пока воск не отстанет от пластин полностью. Потом нужно разложить их сушиться на махровом полотенце. В общем, это лишние хлопоты, так что лучше покупать пластины без воска.

На проверенных китайских площадках Ebay и Alibaba приобретать фотоэлементы для установки солнечных батарей своими руками надёжно. Для покупки нужно зарегистрироваться и вписать в поисковую строку нужный запрос. На экран выведется несколько предложений.

cade15f0fdbec2b339140b32c33f852b.jpeg

Выбирать нужно не только из тех соображений, что понравился именно этот товар – необходимо обязательно обращать внимание на отзывы и рейтинг продавца. Если нет желания переплатить за товар вдвое из-за платной доставки, нужно посмотреть, есть ли у выбранного товара опция «бесплатная доставка»

Если нет – это неподходящий вариант, так как это — чересчур затратное дело.

Деньги за товар нужно перечислить сразу. Продавцу они попадут только после подтверждения о получении товара покупателем. Платить можно прямо платежной картой или через промежуточные сервисы – всё зависит от степени доверия к таким торговым интернет-ресурсам. Возвратить товар тоже можно, но лучше сразу отовариваться у продавца с хорошей репутацией, дабы избежать тяжб по поводу возврата. Посылка может идти и месяц, и полтора – это уже во власти почты.

4ad0e93549c99058f84231839d275af4.jpg

На что обратить внимание при установке

5fba37346652e08a476db3579c069197.jpgРасчет для подключения солнечных батарей (Нажмите для увеличения) не сильно привередливы, а потому их можно установить практически в любом месте вашей крыши, балкона или же прямо на участке загородного дома. Главное в подключении, это соблюдение двух правил, без которых потребление электроэнергии будет практически невозможным:

  • угол наклона от горизонта;
  • ориентация расположения.

Так, поверхность должна стоять лицом на юг, так как чем больше лучей попадет на батарею под 90 градусов, тем лучше будет работать устройства. Нельзя назвать точные координаты и принцип размещения ведь все это зависит от вашей местности, климата, продолжительности времени года и является абсолютно уникальным. Если вы житель Московского региона, то ваш угол наклона будет составлять 15-20 градусов летом, и от 60 до 70 градусов зимой. Для того, чтобы батареи приносили максимальный эффект, необходимо менять их расположение каждое лето и зиму.

Имейте ввиду: солнечные установки не должны контактировать с холодными температурами, а потому если вы хотите установить их прямо на участке, поднимите фотоэлементы на 50 сантиметров от уровня земли, это убережет их от снега и переохлаждения.

Крепление устройства

Схема подключения солнечных панелей (Нажмите для увеличения)Солнечные батареи необходимо качественно закрепить в четырех точках, причем делать это необходимо на длинной стороне, во избежание повреждений.

Вы сможете сами выбрать наиболее удобный способ для крепления фотоэлементов:

  • фиксаторами;
  • болтами через отверстия внизу рамки.

Не стоит делать новые дырки для того, чтобы прикрепить панель, обычно, рамы уже предусматривают все варианты. Если же вы каким-либо образом повредите панель или же просверлите в ней дополнительные дыры, ваша гарантия больше не будет действовать.

Стоит ли вспоминать законы электричества

Из вышесказанного можно сделать вывод, что нет ничего сложного в процессе соединения нескольких солнечных моделей и всех их составных элементов в единую рабочую сеть. Все довольно понятно и давно изучено в школьной программе. Но это только в теории. На практике при подключении батарей и при выборе тех или иных компонентов обязательно возникнут множество проблем и сомнений.

Для человека, который не собирает каждый день электрические схемы, весь процесс будет затруднительным. Поэтому перед тем как определиться с выбором схемы подключения и списком составных частей, самым полезным будет обратиться к специалисту, владеющему электрическими навыками, а лучше проконсультироваться в компании по установке солнечных модулей.

Наилучшим вариантом, при отсутствии навыков монтажа и опыта в расчетах, будет воспользоваться не только помощью в теоретических расчетах, но и полным спектром услуг по монтажу панелей в необходимое место и полным подключением электропакета. Это поможет избежать банальных ошибок в теории и на практике.

Похожие публикации:

  • Миниатюрные солнечные батареи

Типы солнечных батарей

Генераторы «чистой» энергии классифицируются по типу материала, из которого выполнены элементы:

  1. Монокристаллические — самый массовый продукт на энергорынке. Для полноценного энергетического обеспечения объекта требуется значительная площадь монтажа. Приоритетная сфера использования — резервные или дублирующие энергосистемы при имеющемся подключении к сети.
  2. Поликристаллические системы более производительны, и при меньшей площади элементов могут быть использованы в качестве автономной электростанции объекта без централизованного энергоснабжения. Единственный недостаток (он нивелируется в процессе использования), стоимость существенно выше.
  3. Аморфный кремний — это прорыв в солнечной индустрии. Производительность высокая, продолжительный срок службы, элементы гибкие. Однако стоимость слишком высокая (по крайней мере, на нынешней стадии — пока производство не вышло на промышленный уровень).

Какие солнечные батареи лучше? Это чисто субъективный выбор. Простые расчеты показывают, что на сегодняшний день оптимальное соотношение цены качество у первых двух типов.

  • Монокристаллы обычно покупают в довесок к действующей системе энергоснабжения, поэтому их стоимость окупается экономией на оплате за электроэнергию. С психологической точки зрения — такой способ подключения исключает страх остаться «без света» в случае поломки оборудования. Можно считать это предрассудком, поскольку надежность современных солнечных систем достаточно высокая. А поломка всей системы сразу мало вероятна. Элементы дублируются, можно производить ремонт без полного нарушения энергоснабжения.
  • Поликристаллические батареи дороже ровно настолько, насколько и производительнее. Электростанция на поликристаллах может быть полностью автономной, то есть без вводной линии центрального энергоснабжения. Опыт использования в отдаленных местах проживания показывает, что такие системы вполне жизнеспособны, и не нуждаются в резервировании. Разве что можно установить ветрогенератор (на случай природных катаклизмов вроде затяжного дождя с пасмурной погодой в течение нескольких дней). Окупаемость 100%, если вы построили новый дом без энергоснабжения. Стоимость технических условий и монтажных работ сопоставима с покупкой комплекта на солнечных батареях мощностью 4000 Вт. А дальше — экономия в чистом виде. Вы вообще не знаете, что такое оплата электроэнергии.
  • Аморфные батареи пока еще экзотика (с точки зрения стоимости). Однако технологии развиваются настолько стремительно, что через относительно короткий промежуток времени эти системы станут доступнее: вспомните ситуацию со светодиодными светильниками.

Виды

В поисках устройства, способного справляться с поставленными задачами идеально, люди придумали массу технических средств. Все это породило особую классификацию элементов солнечных систем.

a0f107ccd9e856a3b35d15a8b2b70f09.jpg5fb5e84593997b6ee7198f2b671e1b8b.jpg

Автомобильные стартерные

Довольно часто можно встретить примитивный вариант обустройства домашней гелиосистемы. В ней многие умельцы используют простые автомобильные стартеры. Такой подход позволяет сократить расходы, однако это спорный вопрос: такой тип накопителя от автомобиля придется менять с большей частотой. Автомобильный стартер создан отдавать большой ток за короткий интервал времени. Гелиосистема работает иначе: накопители разряжаются малым током на протяжении длительного времени. Именно это несоответствие выводит из строя стартеры для машин. При эксплуатации этого типа источников следует обязательно оснастить помещение хорошей вентиляцией.

587d32302e3aab20adbbbc3df00ee06a.jpg80fe916634577f8a35bdf48cc9f76ee1.jpg

Гелевые

Неприхотливый вид современного «сборщика» энергии. Идеально подходит для тех случаев, когда в помещении отсутствует хорошо организованная вентиляция. Подойдет для ситуаций, в которых нет возможности регулярно обслуживать техническое средство. Отрицательной стороной вида является высокая цена. А также у них менее продолжительный срок эксплуатации. Кроме того, в случае зарядки до предельного уровня возможен взрыв. При серьезных морозах рекомендуется утеплять накопитель.

2de9c6157ae9093bb60b45b8fe9344d6.jpg07dc289c37edfde02202a47d7438bdcd.jpg

Положительной стороной являются минимальные потери энергии. Также батареи можно использовать многократно на протяжении длительного периода времени. Хорошо то, что устройство можно использовать при механических повреждениях корпуса. Работать такой вид накопителя энергии может в широком диапазоне температур без потерь качества. Хранение в разряженном виде не приводит к потерям емкости, а устанавливать можно в разных положениях.

ea9e196f37afcbdc8d16e1df0da52437.jpg

В этом типе батарей содержится меньшее количество электролита. У вещества желеобразная консистенция. Область применения составляют газовые котлы, мотоциклы, скутеры и солнечные станции.

Щелочные

Вид идеально подходит для маломощных энергосистем Солнца. Связано это с непродолжительной эксплуатацией – постепенно батареи теряют емкость. Что же касается заряда большими токами и полного разряда, то щелочные АКБ переносят их хорошо.

9825ccd671d8a764a3c631bf51253dde.jpg703b27cb7f239726bdaf8bb0619783ff.jpg

Первый подвид – никель-металлогидридный аккумулятор. Отличается высоким сроком службы. При этом объем электролита невысок

Важно помнить при выборе вида источника энергии, что он требует к себе постоянного внимания. Уровень заряда и объем электролита должны находиться под постоянным контролем

На хранении источник питания должен находиться в разряженном состоянии.Существенным преимуществом может стать возможность эксплуатации в течение длительного времени в условиях низких температур. Этот вид может выдержать высокие нагрузки.

2b4a78634c9704b1b7fb6666aa4f3ccc.jpg2871805ffce3176d5effa243cd4769f1.jpg

Второй подвид – никель-кадмиевые аккумуляторы. Корпус с электродами и сепаратором необходимо заливать электролитом. Во всем остальном подвид практически ничем не отличается от своего собрата. Накопители щелочного типа безопасны: они не взрываются и не приводят к пожарам. Для увеличения срока эксплуатации следует избегать глубоких зарядок. В среднем щелочные системы способны пережить порядка тысячи циклов разряда и заряда. Им не страшны высокие нагрузки, а цена радует.

315f29e33d64b4dfa7a1adf0f343a42a.jpg

Литиевые

Наиболее эффективно работают в случае заряда наполовину, в противном случае сокращается срок службы устройства, а с течением времени такой аккумулятор вообще перестает заряжаться. Срок службы вида составляет порядка пяти сотен циклов. Встроенный контроллер позволит производить зарядку правильно. Однако это не избавляет от неизбежной деградации элемента питания. Она обычно составляет порядка десяти процентов в течение каждого следующего года эксплуатации.

af4d686fe16434787ff673cde9eea9df.jpgc49048d3f9890ccf7b5b975018115143.jpg

В настоящее время производством всевозможных видов электронакопителей Солнца занимаются общеизвестные производители промышленного оборудования. Среди них на русскоязычном рынке можно встретить германские модели от компании Bosh, Sonnenschein. С ними успешно конкурируют варианты от британской компании YUASA. В Штатах батареями занимается фирма S&D Technologies. Популярны китайские аналоги компаний Delta и Haza, тайваньские варианты APS.

061cd3f2d8eaf4f5b43d3581322f7ac7.jpg227364736dfa5c218787bb502a78967b.jpg

Особенности подключения

  1. Солнечная панель.
  2. Устройство, которое контролирует заряд.
  3. Аккумулятор.
  4. Инвертор.
  5. Электрическая сеть дома.

aa7fd5e3f4b6eb3f9a3b5259757530a8.jpg

Обязательно в эту схему входят предохранители от короткого замыкания и лампочка, которая показывает уровень нагрузки. Предохранители устанавливаются на провода с положительным зарядом перед аккумулятором, лампочкой, инвертором.

Лампочку и аккумуляторы подключают к контроллеру заряда.

Эта схема предусматривает наличие одной солнечной панели или нескольких, работающих с одинаковой нагрузкой.

Эффективность , размещенных под углом, который отличается от угла наклона других, будет выше. В результате производимый ими ток пойдет не только к общему контроллеру, но и к менее производительным панелям. Это приведет к нагреву и падению производительности. Поэтому не все приборы смогут работать.

Особенности

В наши дни максимальное распространение имеют батареи на базе фотоэлектрических поликристаллов. Такие модели отличаются оптимальным сочетанием стоимости и объемом выделяемой энергии, они характеризуются насыщенно-синей окраской и кристаллической структурой основных элементов. Они очень просты в монтаже, ведь справиться с их установкой в своем частном доме и на дачном участке сможет даже мастер без большого опыта работы. Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности.

По своему КПД они эффективнее, чем поликристаллические модификации, однако, их стоимость гораздо выше, а монтаж значительно сложнее. Такие панели характеризуются многоугольной формой заполняющих элементов.

0f3d985b4893f58bd6e2c8bccc66c030.jpg24d05ace1ef36384d69b2d71174f959f.jpg

Солнечные батареи, которые изготовлены с использованием аморфного кремния, отличаются довольно низкой эффективностью. Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. На данный момент подобные изделия составляют 85% рынка. Они не могут похвастаться высокой мощностью и модификации из теллурида кадмия, в основе их производства лежит высокотехнологичная пленочная методика: несколько сотен микрометров вещества наносят тончайшим слоем на прочную поверхность. Примечательно, что при очень низком уровне эффективности изделия его мощность довольно высокая.

6d784be7ef5ac254a49fcf5b23f25258.jpg10c397a1dccc24d2af691b57e77b26f2.jpg

Еще одним вариантом батарей, работающих от солнечной энергии, являются разновидности на базе полупроводника CIGS. Как и предыдущий вариант, они производятся по пленочной технологии, однако, показатель их эффективности гораздо выше. Отдельно стоит остановиться на механизме работы солнечных источников тепла и света. Главное – это четко осознавать, что общее количество вырабатываемой энергии никак не может находиться в зависимости от степени эффективности самого устройства, поскольку обычно все типы подобных устройств дают примерно идентичную мощность. Основная разница состоит лишь в том, что панели, которые имеют максимальную эффективность, требуют меньше места для своей установки.

К примеру, 8 квадратных метров монокристаллических изделий дают 1 кВт энергии, а вот для получения этого же количества тепла батареям из кремния потребуется уже 20 кв. м. Ну и, конечно же, интенсивность и время воздействия солнечного света оказывает большое значение на окончательную выработку тепла.

bf73d76848ba08bfd2edc0a2753d8acf.jpg622567eeade6882294053ea810c49b4a.jpg

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • экологичность установки;
  • длительный срок использования, на протяжении которого эксплуатационные особенности панелей остаются неизменно высокими;
  • технологии довольно редко ломаются, поэтому не нуждаются в сервисном и техническом обслуживании, а также дорогостоящем ремонте;
  • использование батарей на основе энергии солнца позволяет сократить расходы на электричество и газ в доме;
  • солнечные батареи отличаются исключительной простотой в использовании.

f47c089c5fabf1212b730ca3cc4a4660.jpg68ea7900d2461dea15b1a49edd5c9548.jpg

Впрочем, без недостатков тоже не обошлось, среди наиболее существенных можно обозначить следующие:

  • высокая сцена панелей;
  • потребность в установке разнообразного дополнительного оборудования для эффективной синхронизации энергии, получаемой от батареи, и того что получается от традиционных источников;
  • панели не могут использоваться в контакте с такими приборами, которые требуют высоких мощностей.

Варианты подключения

a1753b379007cf2ff11755a7749ad98e.jpg

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;

6e83f6c0f11acd7ce51616c8490d9e95.jpg

  • последовательно, т.е. плюс первой соединить с минусом второй, а оставшиеся минус первой и плюс второй – к контроллеру. На выходе будет 24 В.

997bc78455c8bb4e2301fb735ead9129.jpg

  • 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.

c5ce5c29e43ea2f46df2aa3d9566138e.jpg

Разобраться детальнее с подключением альтернативных источников в доме поможет видео:

Видео: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

21c20d4c233f678a98631f3abd33e3c7.jpg

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.

Устройство и принцип действия системы

Базовой составляющей солнечной батареи являются фотогальванические ячейки, которые производятся из кремниевых пластин. Сама панель, на которую крепятся в дальнейшем кремниевые пластины, состоит из алюминиевой рамы со вставленным закаленным, ударопрочным, сверхпрозрачным стеклом. Поверх стекла, напоминающего по конструкции матрицу, аккуратно укладываются фотогальванические ячейки, которые соединяются между собой методом пайки.

Следует отметить, что величина солнечной батареи, которую устанавливают на поверхность здания, напрямую зависит от необходимого количества потребляемой мощности. В конце сборки всей батареи остаются 2 выхода «+» и «-».

В дальнейшем, набор полученных ячеек подвергается принудительной инкапсуляции, то есть тщательной герметизации при помощи специальной пленки или двухкомпонентного компаундома.

Далее, под воздействием солнечной энергии на кремниевых пластинах образуется разность потенциалов, которая в результате последовательного крепления ячеек между собой суммируется. Таким образом, получается сбор солнечной энергии и преобразование ее в электрическую.

Следует заметить, что напряжение солнечной батареи будет стационарно изменчиво. Такая изменчивость напрямую зависит от интенсивности светового потока, то есть времени суток и года.

Для обеспечения эффективного использования преобразованной электроэнергии, необходимо правильно осуществить подключение солнечной батареи в схеме взаимодействия с иными обслуживающими устройствами.

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта фотоэлектрических элементов, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

4800a6eb16db3fbad25378cc6749b079.jpgПомимо солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи — контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы

Основными конструктивными элементами системы выступают:

  • Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
  • Аккумулятор – химический источник ток, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
  • Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
  • Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
  • Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
  • Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Монтаж конструкции

Первостепенно надо определиться с местом установки – или прямо на крыше, или с использованием в качестве подставки каркаса из специальных ферм. Как крепить гибкую солнечную батарею на крышу? Её нужно закрепить болтами к профилям, что и место сэкономит и имеет эстетически привлекательный вид.

Если же решено установить панели на фермы, то необходимо:

  1. Приобрести фермы. Так как они продаются в виде уголков, их потребуется самостоятельно собрать.
  2. Соединить элементы каркаса болтами.
  3. Определится с местом установки панелей.
  4. Крепление солнечной батареи к ферме происходит посредством болтового соединения. Это следует выполнять тщательно, чтобы любые погодные условия не могли повлиять на прочность конструкции.
  5. Последний этап – это подсоединение всех участников в сеть: батареи, аккумулятора, контроллера и инвертора.

62d9c120caa639c0f099afa7140c9922.jpg

Подключение к инвертору

d274b9a8563fd207b66685b7f9cdc479.jpg
Как подключить инвертор солнечной к батарее?
Инвертор- предназначен для преобразования постоянного тока 12-24-48 Вольт, в переменный 220. Подключение батарей напрямую инвертору, может быть реализовано только в двух случаях: когда он имеет встроенный контроллер или в наличии есть сетевой инвертор.

Во всех остальных вариантах, инвертор соединяется исключительно с аккумуляторным блоком, поскольку для адекватной работы особенно при перемене нагрузки, для него должен быть достаточный запас энергии. При соединении с солнечной батареей напрямую- из-за нехватки энергии он будет аварийно отключаться.

Если говорить о схеме подключения сетевого инвертора, то его должны соединять специалисты, поскольку такое оборудование для альтернативных
источников, приобретают зачастую в коммерческих целях для заработка по зеленому тарифу.

Но если он используется в собственных целях, то следует знать какие они бывают. Сетевой инвертор выпускается двух типов, с резервированием и без.
В первом варианте (с резервированием)- такое оборудование позволяет иметь собственный аккумуляторный блок, разъеденять солнечную станцию на потоки, где только излишки вырабатываемой энергии будут отдаваться в общую сеть населенного пункта.

Сетевой инвертор без резервирования — подключается непосредственно в общую сеть города через счетчик- за которую производитель получает деньгипо Зеленому Тарифу в конце месяца.


Что необходимо знать в первую очередь

Перед подключением любых модификаций солнечных панелей необходимо разобраться с устройством и основными компонентами всей установки. К тому же абсолютно любой световой автономный комплекс состоит из одинаковых по назначению элементов. В состав источника на базе солнечных батарей входят:

  • непосредственно сами световые панели, преобразующие свет в необходимую электрическую энергию,
  • конвертер, устройство, переводящее полученную энергию в формат подходящий для любых домашних и промышленных электроприборов,
  • аккумуляторные батареи, накапливающие избыток выработки энергии для дальнейшего использования ее в моменты низкой работоспособности солнечных панелей.
  • контроллер или пульт управления, отвечающий за правильное и своевременное реагирование всей солнечной установки на изменение световой активности, а следовательно производительность модулей.

Все эти несложные на первый взгляд составляющие нуждаются в правильной настройке и квалифицированном подборе. Несмотря на то, что любая автономная схема состоит именно из этих компонентов, неправильный подбор мощностей и выходных параметров может заставить одинаковые по внешнему виду установки работать с большой разницей.

Дополнительные устройства для эксплуатации

Важной особенностью солнечной батареи является сильная зависимость ее выходного напряжения и максимального тока от освещенности. Сделав своими руками батарею с расчетным напряжением в 12В, можно будет обнаружить, что ее реальное напряжение будет колебаться от 9В при слабом и косо падающем свете до 18-19В при ярком прямом освещении

Напрямую подключать солнечную батарею к аккумулятору нельзя – это может привести к перезаряду и выкипанию электролита, если используется свинцово-кислотный аккумулятор. Для герметичных гелевых аккумуляторов перезаряд еще более страшен и приводит к необратимому повреждению.

Во избежание перезаряда аккумуляторных батарей используются специальные контроллеры заряда. Наиболее простые схемы просто отключают аккумулятор по мере набора заряда, а сама зарядка идет лишь тогда, когда напряжение на солнечной батарее выше, чем на аккумуляторе (так называемая схема On-Off). По соображениям безопасности отключение зарядки происходит заведомо раньше полного набора емкости, в среднем на 70 процентах. Более совершенные зарядные устройства на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции, также PWM от Pulse Width Modulation) поддерживают заряд аккумулятора практически на 100%, переходя по мере набора емкости в импульсный режим. Самые сложные и дорогие контроллеры MPPT (Maximum Power Point Tracking, отслеживание точки максимальной мощности) также отслеживают и состояние самой батареи, включая ее температуру, для обеспечения максимального КПД.

Китайские контроллеры заряда производства фирм наподобие EP Solar обойдутся недорого по сравнению с самой солнечной батареей: блок 12В/5А стоит около 1100 р., более мощные и совершенные американские блоки Morningstar имеют цену от 8 тысяч рублей.

Но подобное устройство можно собрать и самостоятельно при наличии соответствующих навыков в радиоэлектронике. Ниже приведена простая схема повышающего контроллера, способного обеспечивать заряд аккумулятора от шестивольтовой солнечной батареи:

84f64c3af81ad982be6682786de89789.png

Для подстройки максимального напряжения на выходе служит подстроечный резистор R2.

Для солнечных батарей, рассчитанных на 12В, можно использовать следующую схему:

Здесь MainLoad– разъем для подключения аккумулятора, AuxLoad– для дополнительной нагрузки, требующей ограничения напряжения (например, зарядное устройство телефона). Достоинство этой схемы – возможность ее использования с различными типами аккумуляторов, определяемыми положением переключателя:

  • 1.Обслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор
  • 2.Необслуживаемый аккумулятор
  • 3.Батарея литиевых аккумуляторов (3 аккумулятора по 4,1 В)

Значение школьного курса физики

Любая схема подключения солнечных батарей не должна вызвать никакого труда, даже у человека, который никогда не занимался электрикой в своем доме. Где-то в том, что любая из возможных схем, обеспечивающая соединение солнечных модулей, знакома каждому бывшему школьнику. Заинтересовали инвекторы? смотрите по ссылке 

Вспоминая обязательную школьную программу по физике, можно отметить, что возможны три варианта соединения:

  • параллельное,
  • последовательное,
  • смешанное, или как его еще называют последовательно-параллельное.

Название каждого соединения возвращает в прошлое на уроки физики. Даже если не получается вспомнить точное определение каждому из указанных терминов, почти все смогут нарисовать или хотя бы своими словами объяснить основные отличия той или иной схемы подключения.

7d233abdbb6ce9c3d07eb73f0c4a94ea.gif

Схема соединения солнечных источников энергии подчиняется все тем же законам школьной физики. Казалось бы, солнечные батареи – высокотехнологичный агрегат, еще недавно бывший основой для написания фантастических произведений, должен подключаться также непонятно, как и сам процесс фотосинтеза, происходящий в панелях, но это далеко не так.

Параллельное соединение солнечных панелей обеспечивает такое подключение моделей, при котором все элементы имеют два общих узла схождения или разветвления проводников. То есть, в каком бы месте и последовательности не происходило соединение выводов солнечных батарей, все минусовые и плюсовые клеммы сойдутся в двух основных точках: соответственно плюс и минус.

Последовательное соединение солнечных модулей дает возможность соединить элементы таким образом, чтобы для протекания электрического тока остался единственно возможный путь, по которому и будет происходить передача энергоносителя от источника к потребителю. Схема выглядит как цепочка нескольких солнечных батарей, соединенных через один проводник таким образом, чтобы выходной конец одной батареи соединялся с входной клеммой другой, и так от первой до последней панели.

Смешанная схема соединения позволяет соединять солнечные батареи одновременно двумя способами. При таком совмещении вариантов некоторые панели формируются в отдельные блоки, имеющие параллельное соединение, а затем эти блоки соединяются между собой последовательно или наоборот.

Правильный монтаж

Схема подключения солнечных панелей намного сложнее, чем централизованный ввод городской сети. Домашняя электростанция состоит минимум из четырех элементов.

Мы не рассматриваем примитивные системы освещения садовых дорожек на 12 вольт. Речь пойдет о полноценном энергоснабжении 220 вольт.

1ab19a2585b8d1228f39153a185c8b2e.jpg

  1. Собственно фотоэлементы. Принцип работы и критерии выбора мы уже рассмотрели. Расчет мощности производится от базовой цифры 5 кВт на 1 дом. Это приблизительно 20–40 стандартных панелей площадью по 0.5 м².
  2. Блок управления (контроллер). Без него невозможно функционирование вашей электростанции. Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечной батареи? Он должен поддерживать общую мощность системы энергоснабжения, обеспечивать заряд аккумуляторов и правильно распределять поток мощности при одновременном потреблении и заряде.Кроме того, на контроллере лежит ответственность за безопасность системы, в том числе и пожарная.Прибор может входить в комплект электростанции, либо приобретается отдельно.Функционал у всех моделей стандартный. При выборе вы определяете мощность, вольтаж (12 или 24) и главный критерий — срок службы (гарантия). При выходе из строя контроллера, ваше энергоснабжение определяется емкостью аккумуляторов (пока не разрядятся).
  3. Модуль аккумуляторных батарей. Пожалуй, второй по важности элемент в «электростанции». Он служит накопительным буфером энергосистемы. Фактически, отбор мощности происходит именно от батарей. Солнечные элементы лишь восстанавливают отданный запас энергии (заряжают АКБ). Разумеется, могут быть периоды, когда часть нагрузки ложится на фотоэлементы (если вырабатываемая энергия существенно выше затрат на зарядку). Тогда можно сказать, что ваш телевизор или холодильник питается напрямую от солнца. Перед тем, как установить солнечные батареи, необходимо рассчитать емкость аккумуляторов. Делается это просто: при входной мощности 3 кВт, ток потребления не превышает 15 А (в сети 220 вольт). На выходе 12 вольтовых батарей ток будет уже 250 А (в соответствии с законом Ома). Разумеется, такая мощность отбирается не постоянно, но для примера в расчетах мы возьмем именно эти цифры. То есть, если вы установите 5 батарей емкостью по 100 А×ч каждая, то при такой нагрузке заряд закончится через 2 часа.Разумеется, это условные цифры: в реальности существует множество поправок в расчетах. Но базовый ток и мощность исчисляются именно по такому принципу.Существуют различные батареи: кислотные, щелочные, гелевые… По-большому счету, гоняться за самыми «продвинутыми» системами нет смысла. А сэкономить можно лишь на возможности обслуживания: батареи, за которыми требуется надзор, стоят дешевле.
  4. Преобразователь напряжения. Вы можете отбирать мощность напрямую у АКБ, если ваши потребители рассчитаны на 12 вольтовое питание. Однако большинство электроприборов рассчитаны на 220 вольт. Поэтому на выходе устанавливается преобразователь 12–220В.К нему подключается ваша внутренняя электросеть.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

  • параллельная;
  • последовательная;
  • смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

d314946b9d1fcd0ce41badd9d8fad0f8.jpgПри параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру. Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

5722482045479174e966b8be17e3453d.jpgПри последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток. Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

13b3cadfd8056fc78b7269cd37f3c679.jpgПри последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.

Каким бывает АКБ

Аккумуляторные устройства представлены в широком ассортименте, поэтому неудивительно, что возникает логичный вопрос: какие аккумуляторы для солнечных батарей считаются более эффективными?

3009cd2b29937b4a99f67cd71216e924.jpg

На самом деле, к ультрафиолетовой панели можно подключить любое оборудование, главное, чтобы запас накапливаемой энергии мог обеспечить все подключенные приборы и освещение в критической ситуации

Для этого важно учитывать технические параметры, зависящие от типа, модели и марки АКБ.

c21b1c35da00fa8bf00467c2730f8791.jpg
2a6022ca4d83c843139053b90548ad4e.jpeg
2458b45b57d4ba6aca8518b42c97f141.png
f24b2292f0b906dc81d122bdad8ce2e5.png
6aa13c88bf2518c43660fea2bcd2e23d.jpg
3965f63ef225e0d0debd5f0eee8079e9.png

Наиболее популярно использование следующих видов аккумуляторов для солнечных батарей, имеющие и слабые, и сильные стороны:

Стартерные считаются самым надежным и долговечным вариантом, с высоким КПД и низкими затратами на самообслуживание. Такая АКБ не нуждается в регулярном уходе, поэтому их часто используют на станциях, работающих удаленно от населенных пунктов или в тяжелых условиях. Из «минусов» — необходимость на месте установки обеспечить хорошую вентиляцию.

201de0a5dc70ea0aa6ae3327c0bcebf8.jpg

Батареи с намазными пластинами тоже не требуют постоянного обслуживания, не нуждаются в вентиляции и способны долго отдавать накопленный ток. Однако есть и отрицательные моменты: высокая стоимость, короткий срок эксплуатации.

14f5f6872fd8be8b7da6b101aebbcf2f.jpg

Системы AGM является одним из лучших вариантов, так как они экономичны, компакты, имеют высокий уровень заряда, пятилетний срок работы, быстрое восполнение и способность выдерживать до восьмисот циклов перезаряда. Правда, неполный заряд устройство переносит плохо.

71641cb0d27351398e1b135e633d273b.jpg

Гелевые также обладают отличными характеристиками: устойчивость к разряду, автономная работа, невысокая стоимость и низкие потери энергии в процессе функционирования.

962a5176eea4c7a951b4cee980b297e9.jpg

Заливные аппараты требуют ежегодной проверки уровня электролита, зато имеют наибольшие показатели запасов энергии, устойчивости к зарядным циклам, однако их дороговизна оправдывается лишь на крупных электрических станциях.

6197d6213ee3cf5f4b2fae0eb4a209db.jpg

Автомобильные аккумуляторы тоже часто устанавливаются на самодельные установки, их главные преимущества состоят в экономичности и возможности работы при любом уровне заряда. Нередко применяются бывшие в употреблении аппараты, которые часто выходят из строя и требуют замены.

79286aad0932bebf038e3e24e4e9f12b.png
221de88596cac143948b493a81829765.jpg
c5b3ac11c6fbfbc053c26238948d359b.png
b798951ae1984d39646443b3bcaa53a1.jpg
d17d39ef24dcc477d3fa5256be4ae824.jpg

Особенности

На современном рынке аккумуляторов для гелиосистем имеется огромное количество видов и моделей. Среди них отыскать правильный вариант сможет даже самый взыскательный потребитель.

Все версии объединяются единством задач, которые выступают в качестве особенностей:

  • накопление энергии Солнца в течение дня;
  • использование накопленной энергии в темное время суток;
  • поддержание электросети в пиковые моменты;
  • возмещение недостатка электроэнергии в пасмурную погоду.

3122fc1bf75c6322fde15dc373ea420e.jpgf154876a631469145729b80005c68fef.jpg161177b88696953fa2e6353278d51f49.jpg00c43f2c887cdeb4ad22e17adb830b1a.jpg

В общей сложности солнечные аккумуляторы созданы выполнять две основных функции. Первым делом они собирают преобразованную энергию Солнца. Также они могут отдавать собранную энергию. Солнечные накопители позволяют собрать абсолютный максимум электроэнергии и распределить его правильно. Это они позволяют сделать бесперебойным электроснабжением Солнца.

Сегодня подобрать долговечные агрегаты, например, на 12 вольт, совсем несложно, главное, их потом правильно подсоединить.

Принцип работы солнечной батареи

На самом деле, правильное название — фотоэлемент (то есть, фотобатарея). Но поскольку источником света является солнце, прижилось наименование «солнечная батарея».

Элемент представляет собой «бутерброд» и пластинок кремния, разделенных стандартным (для радиодеталей) переходом. Секрет в том, что кремниевые части имеют различный тип:

  • N-слой;
  • P-слой.

Такие комплекты применяются практически во всех радиодеталях, изготовленных из кремния.

Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света. Просто КПД настолько мизерный, что использовать их в качестве источника тока бессмысленно.

К слою кремния N-типа добавляется фосфор. В состоянии покоя такая смесь дает избыток электронов с естественным отрицательным зарядом.

P-тип «обогащен» бором, что создает дефицит отрицательных зарядов (так называемый эффект электроновых дыр).

903fc7d9d20f3b2fef236bbbf0c3f7ee.jpg

Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод (для снятия электротока), а к P-слою — положительный.

Из законов физики мы знаем, что в P/N переходе присутствует электрической поле. Под воздействием на отрицательную панель солнечных фотонов, в переходе происходит интенсивное разделение отрицательных и положительных частиц. «Минусы» накапливаются в верхнем слое, а «плюсы» в нижнем. В результате, солнечный бутерброд превращается в обычную батарейку с накопленным зарядом. Если к электродам подключить потребителя энергии — возникает электроток.

Естественно, заряд в таком источнике моментально исчезает, но его тут же восстанавливает солнечный свет. Таким образом, пока фотобатарея интенсивно бомбардируется фотонами, мы имеем достаточно производительную мини электростанцию.

Современные батареи могут работать даже при отсутствии прямых солнечных лучей (например, при сплошной облачности). Естественно, интенсивность выработки электроэнергии при этом снижается. Но при отсутствии света (даже луна не способна «пробудить» батарею), процесс останавливается. Поэтому рассматривать фотопанели отдельно, как источник электроэнергии нельзя. Схема подключения солнечных батарей обязательно включает в себя буферное устройство: аккумулятор энергии.

Кроме того, вырабатываемый ток нестабилен, поэтому для организации энергоснабжения объекта требуется управляющий контроллер. Разумеется, если вы используете мобильную фотобатарею для подзарядки смартфона в многодневном походе, такие технологии не требуются. А для строительства индивидуальной электростанции требуется комплект периферийных устройств.

Правильная схема подключения аккумуляторов на 12 и 24 Вольта

Одним из важных показателей оптимальной работы системы солнечных батарей, является правильное подключение аккумуляторов в одну цепь. Существую два основных способа (параллельное и последовательное подключение), которых необходимо придерживаться.

Для чего нужны данные виды подключения:

  • Увеличение емкостных показателей;
  • Повышение выходного напряжения.

При параллельном подключении аккумуляторов, соблюдается полярность подключения контактов (плюс к плюсу, минус к минусу). После чего, два данных полярных контакта, подключаются к остальному оборудованию.

Важно понимать, что при параллельном соединении, увеличивается общая емкость аккумуляторов, но неизменным останется выходное напряжение. Для определения общей емкости (при условии, что аккумуляторы одной емкости), необходимо умножить емкость одного элемента на количество устройств

Для увеличения выходного напряжения, используют последовательное подключение аккумуляторных батарей. При данном виде подключения, сохраняется емкость. Такое подключение обусловлено подключение контактов разной полярности. Отрицательный контакт первого аккумулятора, подключается к положительному контакту второго. К оборудованию подключаются положительный контакт первого аккумулятора и отрицательный контакт второго.

Стоит отметить, что главной особенностью при последовательном подключении аккумуляторов, является обязательное соблюдение равности значение по емкости отдельного устройства.

Важно понимать, что данные виды подключения аккумуляторных батарей используют по различным причинам. Например, если определенный проводник обладает высокими показателями сопротивления, то для придачи определенной мощности используют последовательное соединение.

Если нужен ток с высокими показателями, то аккумуляторы подключают параллельно.

Стоит ли делать

Во многих случаях солнечная батарея окажется очень полезной: например, владелец частного дома или дачи, расположенного вдалеке от электросети, сможет даже от компактной панели поддержать свой телефон заряженным, подключить маломощные потребители наподобие автомобильных холодильников.

С этой целью выпускаются и продаются готовые компактные панели, выполненные в виде быстро сворачиваемых сборок на основе из синтетической ткани. В средней полосе России такая панель размером около 30х40 см сможет обеспечить мощность в пределах 5 Вт при напряжении 12 В.

Более крупная батарея сможет обеспечить до 100 Вт электрической мощности. Казалось бы, это не так много, но стоит вспомнить принцип работы небольших ветряных электростанций: в них вся нагрузка запитывается через от батареи аккумуляторов, которые заряжаются от маломощного ветряка. Таким образом становится возможным использование более мощных потребителей.

Использование аналогичного принципа при постройке домашней солнечной электростанции делает ее более выгодной по сравнению с ветряком: летом солнце светит большую часть дня, в отличие от непостоянного и часто отсутствующего ветра. По этой причине аккумуляторы смогут набирать заряд днем гораздо быстрее, а сама солнечная панель гораздо проще в установке, чем требующий высокой мачты ветряной генератор.

Есть свой смысл и в использовании солнечной батареи исключительно как источника аварийного питания. Например, если в частном доме установлен газовый котел отопления с циркуляционными насосами, при отключении электропитания можно через импульсный преобразователь (инвертор) запитать их от аккумуляторов, которые поддерживаются заряженными от солнечной батареи, сохраняя систему отопления работоспособной.

Телевизионный сюжет на эту тему

Зачем нужны разные соединения

Разные способы коммутации необходимы для получения нужных выходных параметров. К примеру, если требуется обеспечить мощность в 160 Вт и напряжение 12 В, а мощность одной солнечной батареи только 80 Вт при требуемых 12 В, то это означает, что нужно параллельно соединить 2 батареи. В итоге напряжение системы не изменится (12 В), а суммарная выходная мощность станет 160 Вт. Если же необходимо получить выходное напряжение не 12 В, а, скажем, 24 В, то в этом случае применяется последовательное соединение двух модулей. Смешанная схема позволяет регулировать оба параметра одновременно. Таким образом, используя разные типы коммутации можно собрать солнечную электростанцию с оптимально подходящими для работы характеристиками.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

65452b34554bc8a8f19ae488cc2eb010.jpgКонец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение

Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств

Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора.

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

5d6c3194af00de50f79b018daa2b928f.jpgСхема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает

Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность.

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

  1. Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
  2. К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
  3. К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
  4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
  5. К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаячную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Тонкости подключения

Первое с чем нужно определиться прежде, чем выбирать аккумулятор, — это требуемая емкость. Как правило, это значение выбирается с учетом среднесуточного потребления электроэнергии, не забывая при этом и про глубину разряда, которая должна составлять не более 50-70%. Правильный режим заряда/разряда – это главное условие, которое способно продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей. Также следует помнить, что слишком большой ток заряда снижает количество содержащегося в АКБ электролита, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.

Наибольшее распространение получили «солнечные» аккумуляторы с рабочим напряжением в 12 В. Как правило, их используют для сборки аккумуляторных блоков требуемого напряжения, например 24 В, 48 В и т.д. Основные параметры такого блока:

  • рабочая емкость;
  • ток заряда;
  • ток разряда.

21a0c7f258a38d02fecdc36e3faff1a0.jpg Аккумуляторный блок рекомендовано составлять, используя последовательную схему соединения. В этом случае общее рабочее напряжение блока будет равняться сумме рабочих напряжений каждого подключенного аккумулятора.

Если же АКБ соединяются параллельно, то суммироваться будет не напряжение, а емкость. Напряжение же в этом случае останется неизменным. Но прежде, чем подключать батареи параллельно, необходимо выровнять на них напряжение.

Следующее условие – это температурный режим. Практически все АКБ для солнечной батареи способны выдерживать как низкие, так и очень высокие температуры. Но не стоит злоупотреблять этим, ведь увеличение температуры АКБ на 10°С приводит к ускорению всех химических процессов в 2 раза. А при заряде разница температур окружающей среды и батареи составляет 10-15°С, объясняется это процессом рекомбинации кислорода. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Соблюдение всех правил – это залог долгой эксплуатации аккумулятора, об этом следует помнить.

Правильный подход к вопросу об установке источников

Казалось бы, что может быть проще чем подключение автономной солнечной батареи к аккумулятору: замкнул все в одну цепь и готово. Но все немного сложнее. Неправильная настройка приведет к тому что схема будет работать исключительно на накопление энергии внутри аккумуляторов или же наоборот избыточный заряд погубит дорогостоящие батареи за несколько недель.

1e22e66a58588bb1aa4a7c1cd0c643df.gif

Для тех кто решился на установку, необходимо помимо расчета определиться с условиями подключения к централизованной сети. Дело в том, что при подключении автономных солнечных батарей, они могут дополнять существующую сеть, беря на себя выработку максимального количества энергии или же второй вариант, когда световые панели полностью замещают привычное энергоснабжение. Первый вариант, конечно предпочтительнее, так как в случае нехватки энергии, здание автоматически перейдет на платную электроэнергию. Во втором же случае при нехватке придется урезать количество потребления тока или вовсе на время отказаться от электроприборов.

Читайте также:

Заключение

Из доступных в средней полосе России способов альтернативного получения электроэнергии применение солнечных батарей является наиболее привлекательным.

В первую очередь – благодаря дешевизне производимых в Китае поликристаллических кремниевых фотоэлементов, которые позволяют собирать достаточно бюджетные конструкции. В зависимости от потребностей и возможностей солнечная батарея может быть изготовлена с разнообразными характеристиками – от компактной складной конструкции для зарядки телефона или навигатора до крупногабаритных панелей, работающих в системах резервного питания совместно с аккумуляторными батареями и инверторными преобразователями.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here