Інструкція сонячної електростанції. Як зібрати невелику сонячну електростанцію

Сонячна енергія це вже не нововведення, а реальність, яка на сьогоднішній день доступна майже кожному.
У цьому майстер-класі я покажу вам, як зробити повністю автономну систему електроживлення гаража. Хоча в гаражі є стаціонарна електрична мережаАле я вирішив від неї відмовитися, тому що занадто великі перебої в її роботі ... Часто світла за боргом немає.

Одним із головних плюсів сонячної електростанції є її повна автономність та незалежність. Враховуючи те, що я не цілу добу перебуваю в гаражі, то потужності моєї системи вистачає з головою для всіх потреб.
Я використовував потужну сонячну батарею потужність 100Вт, тому акумулятор здатний заряджатися навіть у хмарну погоду. Звичайно, вистачило б сонячної панелі і на 10Вт, але я вирішив взяти із запасом, на випадок, якщо раптом доведеться збільшувати потужність всієї системи.

Що забезпечує сонячна система?

• - Світлодіодне світло в гаражі. Враховуючи споживаний струм світлодіодними стрічками (не більше 2 А), час безперервного світіння буде десь 25 годин, що вдвічі більше ніж потрібно, враховуючи середню тривалість ночі 12 годин.
• - Мережа з трьома розетками на 220 В з здатністю навантаження 400 Вт. Використовується інвертор для перетворення струму. На виході стабільна синусоїдальна напруга. Плюс в інверторі є два USB входи для живлення мобільних пристроїв, Зі струмом до 3,1 А.
• - Світло вмикається автоматично при піднятті воріт, що дуже зручно, особливо в нічний період.

Усі елементи автономної системи електроживлення куплені, крім розподільних коробок, труб для проводів тощо.
Я наводжу список із посиланнями на магазин:
Панель сонячних 100 Вт готова, можна, звичайно, зібрати самому, але я купив –
Контролер зарядки -
Акумуляторна батарея 12 В 100 АЧ – у найближчому автомагазині.
Клеми для акумулятора
Інвертор 400 Вт
Геркон з магнітом -
Світлодіодна стрічка -

Схема сонячної електростанції

Пару слів про монтаж

Підсумок після кількох тижнів експлуатації

Стаття розглядає практичне застосування сонячних батарей, детально описує необхідні для безперебійного електропостачання вузли, самостійне підключення та налаштування сонячних батарей.

Обладнання системи електропостачання: асортимент, характеристики

У попередній статті ми розглянули види сонячних батарей. Але у системах генерації сонячної енергії ці елементи є лише первинними перетворювачами. Для створення повноцінної домашньої електростанції нам знадобиться такий комплект обладнання:

• контролер заряду акумуляторної батареї
• акумуляторна батарея (АКБ)
• інвертор напруги

Контролери заряду АКБбувають двох типів: ШІМ-контролери (PWM-контролери) та ОТММ-контролери (MPPT-контролери).

ШИМ-контролер простіший і дешевший пристрій, що управляє зарядом АКБ. ККД ШИМ-контролера зазвичай вище, ніж у ОТММ-контролера через те, що на початковому етапі зарядки він підключає акумулятор практично безпосередньо до сонячної батареї без перетворення напруги, що генерується. ОТММ-контролери рекомендують використовувати з модулями з нестандартною вихідною напругою від 28 і вище.

Економічно виправданим використання ОТММ-контролерів буде у системах генерації номінальною потужністю понад 400 Вт. Ще одна основа для використання такого контролера - проектування сонячної станції для цілорічного вироблення електроенергії. У похмурі зимові дні при зарядці акумуляторів ОТММ-контролер виявить себе з найкращого боку.

Акумулятору системі сонячного електропостачання відіграє роль буфера, що накопичує електричну енергію.

На відміну від решти обладнання геліостанції акумулятор є витратним елементом. Тому чим довше він пропрацює без заміни, тим меншим буде термін окупності придбаних вами компонентів. Щоб АКБ прослужила довго, потрібно відповідально підійти для вибору. Основні параметри АКБ, що цікавлять потенційного власника, це:

• напруга (Вольт, В) - у продажу є акумулятори для сонячних батарей на напругу 12, 24 та 48 В. Для невеликих домашніх станцій потужністю 200-300 Вт цілком підходять АКБ на 12 В;
• електрична ємність (Ампер·год, А·ч) - характеризує кількість електроенергії, яку можна акумулювати. Відповідно, чим більший цей параметр, тим більше електросистема може опрацювати в автономному режимі (у похмуру погоду або у темний час доби);
• рівень саморозряду (% від номінальної ємності) — що нижчий цей параметр, то краще АКБ.

Інвертор напругипризначений для перетворення постійної напруги акумулятора змінну напругу мережі 220 В, що живить побутове навантаження.

На ринку є великий асортимент інверторів, що мають різноманітні функції. Серед найважливіших параметрів слід зазначити такі:

• потужність інвертора;
• напруга первинного ланцюга (напруга акумулятора, що підключається);
• наявність вбудованих захистів (від перевантаження, від переполюсування акумулятора, від короткого замикання навантаження, від надмірного розряду акумулятора);
• синусоїдальність вихідної напруги (принципово, якщо в навантаженні, що підключається, є двигуни, наприклад, пральні машини, холодильники, циркуляційні насоси, вентилятори тощо).

Слід також зазначити, що надмірна кількість функцій призводить лише до подорожчання приладу та ускладнення його налаштування та експлуатації.

Схема підключення обладнання геліостанції

Складання схеми сонячної електростанції досить проста. Нижче наведена послідовність підключень, проілюстрована фотографіями. Для складання простої системи використовується сонячна панель з полікристалічними елементами, контролер заряду та акумулятор. Складання починаємо з підключення кабелю до сонячної батареї.

Для батарей, які йдуть у комплекті з кабелем, цей крок не потрібний. До вихідних клем контролера підключаємо АКБ. Далі дроти, що йдуть від панелі, необхідно приєднати до вхідних клем контролера заряду.

Усі приєднання виробляються за принципом "+" до "+", а "-" до "-". На вхідні клеми інвертора подаємо живлення від акумулятора. Після включення контролера заряду та інвертора ми бачимо, що електрика, що генерується сонячною панеллю, починає зарядку акумулятора.

Щоб визначити полярність виводів сонячної батареї, досить заміряти напруга на клемах з допомогою мультиметра. Якщо біля показань величини напруги стоїть знак «мінус», то положення чорного щупа відповідає плюсовій клемі (перевірте правильність підключення щупів перед виміром). Якщо знак «мінус» відсутній, то положення чорного щупа відповідає негативній клемі батареї.

Монтаж сонячних панелей та допоміжного електрообладнання

Монтаж електроустаткування геліостанції проводиться мідним дротом. Перетин мідного дроту для однієї панелі варто вибирати щонайменше 2,5 мм 2 . Це пов'язано з тим, що нормальна щільність струму в мідному провіднику 5 ампер на 1 мм 2 . Тобто при перерізі 2,5 мм 2 допустимий струм становитиме 12,5 А.

При цьому струм короткого замикання панелі RZMP-130-T потужністю 145 Вт становить всього 8,5 А. При об'єднанні кількох панелей з паралельним підключенням перетин загального вихідного кабелю повинен підбиратися виходячи з максимального сумарного струму всіх панелей за вищеописаною концепцією (5 А на 1 мм 2).

У продажу є різноманітні кабелі для підключення сонячних батарей. Їх відмінна особливістьв тому, що зовнішня ізоляція кабелю зазнала спеціальної обробки і має підвищену стійкість до ультрафіолетового випромінювання. Купувати такі кабелі необов'язково. Сонячні батареї можна підключити кабелем зі звичайною ізоляцією ПВХ, але прокласти його в гофрованому рукаві, який призначений для прокладання зовнішньої проводки. Такий варіант обійдеться на 30-40% дешевше.

Контролер заряду АКБ та інвертор необхідно розмістити у сухому приміщенні з кімнатною температурою, наприклад, у коморі або передпокої. Розміщувати це обладнання поза приміщенням недоцільно, оскільки електронні вузли апаратури не повинні піддаватися значним коливанням температури та вологості. Саму акумулятор можна розмістити разом з електронікою.

Якщо ви вирішили використовувати кислотні або лужні акумулятори, слід їх розмістити в добре провітрюваному нежитлове приміщення, оскільки за їх експлуатації виділяються шкідливі здоров'я випаровування електроліту. Крім того, у приміщенні з акумуляторами не повинно бути джерел іскрової та вогневої небезпеки, оскільки кисень і водень, що виділяються, в погано провітрюваних приміщеннях можуть утворити вибухонебезпечну суміш.

Сонячна панель може встановлюватись двома способами:

• нерухоме встановлення передбачає стаціонарне розміщення панелей на даху будинку або на кронштейні, закріпленому на стіні або фундаменті. При цьому панелі повинні бути спрямовані на південь, горизонтальний нахил панелей повинен становити кут, що дорівнює широті місцевості плюс 15 °. Широту вашого розташування можна визначити, наприклад, за показаннями GPS-навігатора або у сервісі Google Maps;
• рухлива установка панелей проводиться на траверсу, яка здатна повертатися азимутально (у напрямку руху сонця вздовж горизонту) і зенітально, нахиляючи панелі для того, щоб сонячні промені падали на них перпендикулярно. Така система установки дозволяє збільшити ККД сонячних батарей, але вимагає додаткових відчутних фінансових витрат на конструкцію траверси, приводні двигуни і систему для їх управління.

Шляхи підвищення ефективності автономного електропостачання

Для підвищення ефективності сонячної електростанції можна йти двома шляхами: збільшувати кількість генерованої електроенергії з одного боку та зменшувати її споживання з іншого. Шляхи для збільшення електроенергії, що генеруються, можуть бути наступні:

• встановлення сонячних батарей на рухому траверсу або механізм управління зенітальним нахилом (напівміру, але теж досить ефективна, в основному для монокристалічних панелей);
• використання якісних акумуляторів із малим відсотком саморозряду та тривалим терміном служби без значного зниження ємності;
• регулярне технічне обслуговуваннясистеми: чищення панелей від пилу та снігу, обслуговування роз'ємних та клемних з'єднань з метою зменшення контактних опорів і, як наслідок, втрат потужності.

З боку навантаження енергоефективність може бути збільшена так:

• виділення ланцюга низьковольтного живлення безпосередньо від акумулятора, наприклад для підключення світлодіодного освітлення. Це дозволить уникнути подвійного перетворення енергії в інвертор;
• відключення інвертора при відключенні навантаження з його виході, оскільки інвертор, працюючи вхолостую, однаково споживає небагато енергії;
• установка спільно з освітленням датчиків руху з таймером, щоб виключити прикру витрату електроенергії через те, що просто забули вимкнути лампу в передпокої.

Влад Тараненко, рмнт.ру

Ще кілька десятків років тому сонячні електростанції для будинку розглядалися як щось із галузі фантастики. Зараз цей напрямок активно розвивається і нікого не дивує. Незважаючи на пристойну вартість, такі енергоносії мають попит, оскільки дозволяють заощадити та створити власне автономне джерело енергії. Розглянемо особливості цих установок, їх виготовлення та монтаж своїми руками.

Особливості

Сонячні електростанції для будинку в комплекті вигідні тим, що не потребують додаткових розрахунків. Конструкція надається у готовому вигляді з певною вихідною потужністю, яку потрібно правильно підібрати під час монтажу. Подібні системи коштують на порядок дорожче, ніж аналогічні компоненти окремо, проте не вимагають особливих зусиль при встановленні. У будь-якому випадку доведеться вибирати між декількома модифікаціями.

Краще це зробити зі знанням справи, не довіряючись наосліп продавцю. При виборі сонячної електростанції для будинку необхідно враховувати не так вже й багато факторів. Загалом, вийде чотири основні аспекти. Нижче розглянемо ці показники докладніше.

Потужність та тип панелей

Визначитись із показником потужності досить просто. Вона розраховується з урахуванням найпотужнішого споживача у житлі (рідко побутові прилади споживають понад 3 кВт). До вибраного значення додається невеликий запас, необхідний показник готовий. Якщо взяти наочний приклад, то в сонячний день можна буде увімкнути пральну машину та холодильник. У результаті для невеликого будинку вистачить електростанції з вихідною потужністю близько 3 кВт.

Другим критерієм вибору сонячної електростанції для будинку є тип панелей. Відомо три види сучасних конструкцій: плівкові, монокристалічні та полікристалічні моделі. Найслабшим за якістю вважається плівковий варіант, він поступово йде з ринку. Вибір між моно та полікристалічними панелями залежить від середньої хмарності регіону. Друга модифікація за умов слабкого сонячного світла працює ефективніше.

Інвертор та контролер

p align="justify"> Наступним елементом, на який варто звернути увагу при виборі сонячних електростанцій для будинку, є інвертор. Пристрій призначений для підвищення напруги 6, 12 або 24 вольта, що видають стандартні панелі. На виході виходить звичний показник 220 вольт. На вибір цього пристрою впливає два основні фактори:

1. Потужність. Вона повинна дозволяти витримувати необхідне навантаження із запасом.
2. Тип вихідного сигналу.

Щоб уникнути поломок побутової техніки, необхідно вибирати панелі із чистою, а не модифікованою синусоїдою на виході.

Ще один робочий елемент конструкції – контролер. Пристрій розподіляє електрику та стежить за зарядкою акумуляторів. Якщо безпосередньої роздачі електрики з панелей немає чи вся енергія задіяна, контролер дає заряд акумулятори. У разі нестачі сонячної енергії прилад забирає енергію з ємностей. За фактом, пристрій робить монотонну, але важливу роботубез якої вся система працювати не зможе.

Як зробити вдома сонячну електростанцію власноруч?

Для самостійного виготовлення конструкції знадобляться зазначені вище матеріали та деякі додаткові пристрої (спеціальна проводка з конекторами та роз'ємами, гелієві акумуляторні батареї, настановні деталі).

Складання саморобної сонячної станції починається з монтажу настановних елементів. Вони являють собою жорстку раму з профільної труби. Конструкція цієї деталі залежить від місця встановлення, але загальна конфігурація має стандартне компонування. Являє собою елемент прямокутник, з прикріпленими до нього спеціальними притискними пристосуваннями з гумовою подушкою. Конструкцію можна зібрати безпосередньо на даху чи землі.

Основний етап

На наступній стадії будівництва автономної сонячної електростанції для будинку потрібно виконати кріплення панелей. Складного у цьому нічого немає. Кожен елемент фіксується гвинтами. Головне, не виявити надмірну старанність, щоб не деформувати панель.

Потім виконується комутація закріплених деталей у єдиний ланцюг. І тому панельні елементи послідовно з'єднуються між собою. У точках фіксації встановлюються трійники з конекторами. Необхідно пам'ятати, що після потрапляння сонячного світла конструкція починає виробляти енергію. Щоб уникнути травмування струмовим розрядом, слід суворо дотримуватись послідовності складання. Підключення починають від контролера, а перед ним монтують вимикач-автомат. Насамперед прокладається основна магістраль із встановленням трійників у необхідних місцях. Тільки після завершення цих робіт монтуються короткі кабелі з конекторами, через які панелі підключаються до трійників.

Завершальні роботи

На фінішному етапі монтажу сонячної електростанції для будинку до контролера приєднується блок акумуляторних батарей. Чим їх більше у зв'язці, тим краще (це дозволить зробити значний запас енергії). Акумулятори слід придбати спеціальні (автомобільні низькоємні аналоги не підходять). Вони є електричними резервуарами об'ємом не менше 150 А/год. Оптимальним варіантомстануть гелієві моделі, які з'єднуються між собою паралельно. Під'єднуючи між собою плюс із плюсом та мінус із мінусом, ви зможете зберегти вольтаж, при цьому збільшиться сумарна ємність.

Далі безпосередньо до акумуляторів підключається інвертор за таким же принципом. В іншому випадку елемент не функціонуватиме. Інверторний вихід з напругою 220 вольт приєднують через вимикач-автомат до домашньої мережі. У цьому полягає весь процес створення сонячної електростанції для будинку (6 кВт). Головне, правильно спланувати процес та вникнути в принцип роботи конструкції.

Варто зазначити, що поки що на вітчизняному просторі розрахунки рентабельності джерел енергії, що розглядаються, не дуже райдужні. Якщо надлишки енергії не продаватиме сусідам за адекватною ціною, система повністю не окупається. Класична форма постачання невикористаної енергії до міської мережі за копійки жодних позитивних результатів не дає.

Використовувати готові сонячні електростанції для будинку держава не забороняє, хоч і ніяк не заохочує. Тому монтаж таких конструкцій оптимальний там, де мережева електрика відсутня зовсім.

Описаних дій зі встановлення та збирання сонячної електростанції цілком достатньо для того, щоб правильно вибрати відповідну модифікацію. Додатково заощадити можна, якщо виконати збирання своїми руками з окремих частин. Розрахунки потужності також не складають проблем. У крайньому випадку можна найняти спеціаліста, який за помірну плату становитиме всі креслення та схеми.

Сонячні електростанції для дому: відгуки

Як свідчать відгуки власників, сонячні електростанції прості у монтажі. Їх можна встановлювати не лише на дах, а й на стіни із сонячного боку. За пару днів усю конструкцію може зібрати та змонтувати одна людина. У комплекті йде кріпильна фурнітура, що дозволяє кріпити панелі у різних позиціях.

Якщо система надходження енергії змішана (мережевий плюс сонячний варіант), відзначте ті розетки та прилади, які працюють від панелей, і за місяць підрахуйте економію. Як зазначають власники, незважаючи на те, що спочатку доведеться пристойно вкластися в проект фінансово, результат не змусить довго чекати з урахуванням того, що автономну енергію не треба оплачувати. Навпаки, її можна продавати.

Споживачі зазначають, що якщо акумуляторів для запасу енергії недостатньо, не поспішайте повністю відмовлятися від центрального підключення. Оскільки ресурс сонячних станцій становить не менше 20 років, окупність буде суттєвою, хоч і довгостроковою.

У цій статті я хочу розповісти як можна самостійно зібрати невелику автономну електростанцію на сонячних панелях, що для цього знадобиться, і чому вибір ліг на ті чи інші складові електростанції. Допустимо нам потрібно зробити електрику в (дачному будиночку, вагончику охорони, в гаражі тощо), але бюджет обмежений, і хочеться за мінімум коштів отримати хоч щось. І як мінімум нам потрібне світло, живлення і зарядка дрібної електроніки, а також іноді ми хочемо наприклад користуватися електро-інструментом.

Сонячна електростанція

Для цього по мінімуму нам знадобляться сонячні панелі на 200-300 Ватт, можна звичайно і на 100ватт всього, і навіть менше, якщо вам потрібно зовсім небагато енергії. Але краще брати із запасом, і одразу визначиться на яку напругу будувати систему. Наприклад, якщо ви хочете все живити від напруги 12вольт, то краще купувати панелі на 12вольт, а якщо все буде харчуватися через інвертор, то систему можна коштувати на 24/48 вольт. Наприклад дві панелі по 100 Ватт, які зможуть дати 700-800 Ватт енергії за світловий день. Коли є сонце тут і від однієї панелі енергії багато, але краще брати відразу 2-3 штуки щоб і в похмуру погоду, і взимку енергія теж була, так як у похмуру погоду вироблення падає в 5-20 разів і чим більше панелей буде тим краще.

На 12вольт є маса електроніки та різних зарядних пристроїв, у нас більшість автомобілів мають бортову мережу 12v і для цієї напруги є практично все, і це доступно. Наприклад, від 12v працюють світлодіодні стрічки, які добре підходять для освітлення, є світлодіодні лампочки 12v в будь-якому магазині. Також для зарядки телефонів і планшетів є автомобільні адаптери, які з 12/24v роблять 5v. Такі адаптери мають або USB вихід один чи два і більше, або з проводом під конкретну модель телефону або планшета, загалом заряджати електроніку від 12 вольт проблем немає.

Якщо вам потрібно живити від 12вольт ноутбук, то для цього теж є зарядні адаптери, які з 12v роблять 19v. Загалом практично все є щоб харчуватися від дванадцяти вольт, навіть кип'ятильники, холодильники та електрочайники. Також є і телевізори на 12вольт, які діагоналлю 15-19 дюймів і зазвичай ставляться на кухню. Але якщо потужність сонячних панелей невелика і ємність акумуляторів теж, то розраховувати на те можна постійно користуватися потужними споживачами не доводиться, хіба що влітку. фото споживачі на 12в

Прилади та адаптери на 12v

Якщо все робити на 12v, то тут перевага в економії електроенергії, оскільки інвертор 12/220 вольт теж має свій ККД близько 85-90%, і дешеві інвертори на холостому ходу споживають 0,2-0,5 А, а це 3 -6 ват/год., або 70-150 ват на добу. Погодьтеся що просто так 70-150 Вт енергії на добу витрачати не хочеться, цього ж вистачить, щоб додатково ще кілька годин світила світлодіодна лампочка, пропрацював телевізор годин 5-7, зарядити телефон разів двадцять цією енергією можна. Плюс до того ще при роботі на інверторі втрачається 10-15% енергії, і в результаті загальна кількість енергії, що втрачається на інверторі, виходить істотною. І особливо це не раціонально коли ми з 12 вольт робимо 220 вольт, а потім в розетку включаємо блок живлення на 12 вольт, або 5 вольт. І тут ККД всієї системи дуже низький оскільки багато енергії витрачається на перетворювачах.

Єдина незручність у тому що на 12 вольт мало електроінструменту, і він не поширений, так само у продажу важко знайти холодильники, насоси та ін. 12/220 вольт не обійтися. І тут потрібно враховувати, що і сам інвертор має ККД, і деякі прилади не особливо економічні. Все це тягне за собою необхідність збільшувати пропорційно до споживання ємність акумуляторів, і потужність сонячних панелей.

Тут як би два варіанти, або оптимізувати все на низьку напругу 12вольт, або тоді відразу переводити все на 220вольт. Ну ще можна просто встановити інвертор і користуватися ним коли це потрібно, а все, що працює постійно (світло, телевізор, зарядні) живити від 12 вольт. В цьому випадку може підійти навіть дешевий інвертор із модифікованою синусоїдою.

Через інвертори з модифікованим синусом часто відмовляються працювати насоси і холодильники, так як частота і форма напруги не підходить для вимогливого обладнання. Але через такі інвертори нормально працюють будь-які лампочки на 220вольт, електроінструмент (дрилі, болгарки тощо), і електроніка з імпульсними блоками живлення (сучасні телевізори та інша електроніка). Взагалі, щоб точно не було проблем, краще відразу брати інвертор із чистою синусоїдою на виході, а то якщо щось вийде з ладу через інвертор - то збитку більше буде ніж економії.

Контролер заряду акумуляторів, інвертори

До речі якщо ви живитимете все через інвертор, то систему можна будувати не тільки на 12 вольт, а й приміром на 24 або 48 вольт. Основна відмінність при цьому в тому, що товщина проводів потрібно значно менше, так як струм по проводах буде менше. Наприклад, якщо у нас система на 12вольт, то струм зарядки по проводах буде доходити до 12 Ампер, а якщо через MPPT контролер, то до 18А. І щоб дроти не грілися і не було втрат, перетин дроту має бути товстим, і чим далі сонячні панелі від акумуляторів тим провід повинен бути товщим.

Так для струму в 6 Ампер перетин дроту має бути 4-6кв. а якщо у нас струм 12А, то вже потрібний провід 10-12кв. А якщо у нас буде 50 Ампер, то й дроти повинні бути товщі за зварювальні (50кв.), щоб не грілися і не було втрат. Ось щоб заощаджувати на товщині та не втрачати енергію, систему будують на 24v 48v. У випадку з 48 вольт товщину дроту можна зменшити вчетверо і на цьому пристойно заощадити. А інвертори є на 24v і на 48v. Також є і контролери, думаю вам зрозуміло, основний сенс це економія в проводах і менше втрати на передачі електроенергії від сонячних панелей до акумуляторів.

Контролер існує два типи, це MPPT і PWM контролери. Перший тип може із сонячних панелей вичавлювати до 98% потужності, але коштує дорожче. А PWM контролери прості і заряджають тим струмом, що є, тобто з ними потужність від сонячних батарей всього 60-70%. MPPT контролер працює краще при яскравому сонці і з високої напруги СП робить нижчу 14в і більше струму. А звичайні PWM не можуть перетворювати, зате в похмуру погоду, коли струм з панелей зовсім маленький, такі контролери дають трохи більше енергії в акумулятори.

Який контролер купувати тут я думаю чітко не визначити, комусь треба з сонця брати всю енергію, а в когось при сонці і так енергії із запасом приходить, а от у похмуру погоду хочеться хоч трохи, але більше. У принципі якщо замість дорогого MPPT купити ще одну сонячну панель, то якраз і компенсуються перевага MPPT, і плюс у похмуру погоду користі більше буде. Я особисто схиляюся більше до звичайних контролерів, оскільки коли є сонце енергію і так подіти нікуди, а коли його немає, то тут зайва сонячна панель дуже допоможе. Наприклад три панелі по 100ват дадуть зі звичайним контролером 18А, а з MPPT дадуть 27А. Але коли буде похмура погода, то три панелі через MPPT дадуть, наприклад, 3А, а зі звичайним контролером вже близько 3,6А, а якщо купити замість MPPT четверту панель, то 4,8А.

Це все я наводжу для прикладу, різниця звичайно для сонячного дня 18 і 27 А велика, але якщо і при 18А все одно акумулятори за день заряджаються, то навіщо тоді більше потужності, адже коли зарядяться контролер відключить панелі і вони просто так будуть освітлюватися сонцем. А от коли немає сонця, то й зайвому амперу радієш, тому краще більше панелей ніж дорогий контролер.

Про акумулятори для автономних систем

Автоматичні стартерні акумулятори дуже швидко втрачають ємність автономних системах, лише 1-2 роки і вони вже втрачають 90% ємності. Це пов'язано з глибокими розрядами, оскільки дешеві контролери відключають споживачів при 10вольт, а автомобільні АКБ не розраховані на це, тому якщо вже їх використовувати, то не розряджати їх більше 110,8-12,0 вольт.

Лужні акумулятори дуже витривалі, та й дуже дорогі. І якщо свинцеві АКБ мають ККД 85-90%, то лужні акумулятори тут трохи програють, а якщо їх експлуатувати заряджаючи і розряджаючи великими струмами, то їх ККД помітно погіршується. Не вигідні такі акумулятори особливо взимку, тут і так енергії мало приходить, та ще й акумулятори віддають на 30% менше енергії, ніж отримують від сонячних батарей. Хоча зараз начебто з'явилися лужні АКБ із покращеним ККД, але картина загалом така.

Літій-залізо-фосфатний АКБ найперспективніші для автономних систем, вони мають високий ККД 95-98%, і при цьому зовсім не бояться недо зарядів, глибоких розрядів і великих струмів розряду-заряду. Але вони теж дорогі і додатково вимагають BMS систему контролю стану осередків. Якщо такий акумулятор зарядити або розрядити нижче, то він безповоротно втрачає ємність або осередок взагалі перестає працювати. Але за станом акб стежить БМС і вона також займається балансуванням заряду акумулятора, тому якщо щось піде не так, то вона захистить акумулятор і все відключить, і він не зіпсується.

В одній статті все не опишеш, але основне я постарався згадати і описати, щоб було зрозуміло тим хто з цим зовсім не знайомий. Докладніше можна почитати в інших статтях розділу. Але загалом на даний момент судячи зі свого досвіду будувати невелику електростанцію без інвертора і всю електроніку живити від 12вольт вигідніше, а якщо вже все переводити на 220вольт, то будувати систему на 48в. Особливо взимку навіть трохи зайвої енергії дуже потрібне. Також і акумулятори у мене цієї зими літій-залізо-фосфатні (lifepo4), і явно енергії загалом помітно більше ніж при використанні автомобільних АКБ, плюс до того lifepo4 зовсім не зіпсувалися і втрати ємності немає, хоча вони цілий місяць не заряджалися до кінця та постійно розряджалися до відключення.

Купити геліоустановку для будинку або ж для дачі не складає труднощів. Але ціна подібних систем нерідко виявляється надмірно завищеною. А тим часом їхнє виготовлення своїми руками – зовсім не такий неможливий процес, як здається на перший погляд. Достатньо підібрати потрібні компоненти та зробити відповідні розрахунки. Зрозуміло, також потрібні певні навички роботи з електроустаткуванням (для підключення акумуляторів, інверторів тощо).

Що для цього потрібно?

Саморобна сонячна електростанція має складатися з кількох основних елементів. Всі вони цілком доступні за ціною та продаються у спеціалізованих магазинах.

Фотомодулі

Насамперед необхідні самі фотоелементи. Їх кількість та площа визначаються на основі норм енергоспоживання та середньосонячної географічної активності. Кожен модуль можна зібрати і самостійно, купивши тільки кремнієві фотоосередки. Також можна придбати готові геліоблоки, якщо їх параметри задовольняють усім вимогам.

Акумуляторні батареї

Їх наявність необхідна для запобігання перебоям енергопостачання. Якщо сонячна електростанція не об'єднана з іншими енергоджерелами, саме ці акумулятори будуть підтримувати життєзабезпечення будинку в похмурі дні.

Контролери заряду

Є електронні пристрої, призначені для запобігання акумуляторам від надмірної зарядки/розрядки. При повній зарядці батареї вони знижують струм, що виробляється сонячним модулем, до величини, що дозволяє компенсувати саморозряд. У разі критичної розрядки ці контролери переривають подачу електроенергії на побутові пристрої. Якщо зібрати сонячну електростанцію самостійно і оснастити її подібними приладами, термін служби установки значно збільшиться.

Інвертори

Це пристрої, що перетворюють постійний струм від геліоячейок на змінний, від якого «запитано» все побутове обладнання. Крім того, інвертори виробляють електрику кращої якості, ніж та, що надходить із місцевих енергомереж. Як правило, виготовлення сонячної електростанції своїми руками передбачає використання синусоїдальних моделей. Справа в тому, що такі інвертори менш дорогі та ідеально підходять саме для домашніх мереж. Ще одне призначення цих приладів – роль своєрідного «буфера» між домашньою енергосистемою та комунальною, що дозволяє передавати надлишок згенерованої електрики у загальну мережу.

Кабелі

Жодна сонячна електростанція не обходиться без спеціальних комутаційних кабелів. Для мінімізації енерговтрат кабелі між елементами системи повинні пролягати найбільш короткими шляхами і мати відповідний переріз (не менше 4-6мм2). Зовнішні кабелі повинні бути стійкими до всіх погодних явищ.

Особливості компонування

Щоб створена вами сонячна електростанція працювала максимально ефективно, вона має бути спроектована за певною схемою. Коротко цю схему можна зобразити в такий спосіб. Постійний струм від фотоелементів подається на контролер заряду. Як правило, він проходить через спеціальну сполучну коробку. Після контролера струм потрапляє на акумуляторну батарею, і його частина використовується для накопичення енергії. За акумуляторною батареєю розташовується інвертор, який перетворює цей постійний струм на змінний. Далі енергопотік розподіляється на побутові навантаження. Причому краще використовувати для кожної групи навантажень свій інвертор.

Монтаж домашньої сонячної станції

Насамперед необхідно розташувати на даху будинку сонячні модулі. Потрібно пам'ятати, що вони повинні розташовуватися під прямим кутом до падаючих променів, а відхилення не повинно перевищувати 15 °. Причому якщо сонячна електростанція функціонуватиме цілий рік, то батареї треба помістити під кутом +15° щодо географічної широти. Для літньої експлуатації краще дотримуватись кута -15 °.

Як правило, геліомодулі встановлюються рядами на похилих дахах, один ряд над іншим. Такий монтаж передбачає необхідність витримувати відстань між рядами. Це необхідно, щоб модулі не затіняли один одного. Ця відстань повинна становити щонайменше 1,7 висоти самих фотобатарей.

Все додаткове обладнання (інвертори, акумулятори, зарядні контролери тощо) краще розташовувати в окремому технічному приміщенні. В цьому випадку зменшиться довжина комутаційних кабелів (а значить, і енерговтрати), і зібрана система працюватиме ефективніше.