Принципові схеми сонячних батарейі варіантів їх приєднання до керуючих та перетворюючих пристроїв не є великою складністю. Практична складність загальної схеми, з конкретними значеннями характеристик всіх елементів, полягає у правильному розрахунку навантаження, налаштування контролера зарядки та контролера відбору енергії від інших джерел.

На прикладі малюнка розглянемо деякі нюанси, пов'язані з різноспрямованістю панелей, що призводить до різного освітлення панелей. Крім цього, розглянемо типи контролерів заряджання АБК.

Розміщення кількох панелей в одній площині не викликає особливих проблему схемотехніці та практичному підключенні. Панелі, розміщені у різних площинах, нехай близьких, працюють по-іншому. Більш освітлена панель (ближча до точки максимальної потужності) генерує електрику, частина якого йде нагрівання інший панелі, т.к. струм тече шляхом найменшого опору.

І є два способи уникнути цих втрат:

• Встановіть на кожну панель свій контролер. Має сенс, якщо це потужні панелі (понад 1 кВт) або панелі рознесені на велику відстань.
• Встановити відсікаючі діоди. Деякі виробники комплектують діодами свої панелі та передбачають їхнє місце у розподільчій коробці. До речі, всередині панелі (схема панелі) передбачається наявність діодів між модулями (пластинами), що дозволяє отримувати максимальну потужність і не гріти пластину з нижчими показниками.

Інша дрібниця, на яку мало звертають увагу - це падіння напруги у проводах низьковольтної частини системи та втрати у з'єднаннях. Наприклад, за довжини кабелю 1 м перетином 4 кв. мм при проходженні струму 80 А з напругою 12 В падіння напруги складе 0,383 В (3,19 %) або 30,6 Вт. У "скрутках" падіння становить 0,1-0,3 Ст.

Червоним кольором зазначено невідповідність потужності, що передається, перерізу проводу, при якому відбувається сильне пожежонебезпечне нагрівання.

Контролер зарядки АКБ

Контролер зарядки батареї призначений для перерозподілу електроенергії, що генерується. Пріоритетом є підтримка АБК у зарядженому стані, а при повної зарядки- Напрямок енергії на інвертор.

Розрізняють два способи організації контролю зарядки:

• PWM (ШИМ) контролер - пристрій, що генерує власні вимірювальні імпульси з частотою (близько 1 Гц) для контролю стану батареї широкому діапазоніпоказників (широко-імпульсний). Схема із простою релейною логікою, тобто. вище напруги на АКБ (кислотні АКБ - 16,2) - вимкнув зарядку, нижче - знову включив.
• MPPT-контролер із процесором постійно відстежує положення точки максимальної потужності (ТММ) сонячної батареї за струмом та напругою. Інше плече контролера відстежує стан АКБ. Процесор зіставляє дані та визначає значення струму та напруги, що направляються на АКБ залежно від рівня зарядки.

Обидва типи контролерів забезпечують комфортний режим роботи батареї та не мають вирішальних переваг один перед одним. Перевагою МРРТ можна назвати наочність процесу його роботи та можливість накопичення інформації.

Схема сонячної батареї з додатковими джерелами струму

Надійність електропостачання із застосуванням сонячної батареї значно підвищується, коли вона працює в комплексі з іншими джерелами або як додаткове джерелодо системи централізованого енергопостачання В будь-якому випадку загальна схемаускладнюється появою додаткових пристроївконтролю та управління.

Сонячна батарея та вітрогенератор

Схеми, в яких є сусідами різні джерелаенергії, повинні будуватися на загальної характеристики- однакове напруження джерел, т.к. інакше знадобляться різні контролеризарядки і, можливо, інвертори (якщо розкид потужності джерел великий), а схема блоку АКБ дозволяє підлаштовуватися під напругу джерел.

Підключення джерела з генератором змінного струмуіз параметрами мережі дещо змінює схему підключення. На малюнку представлений загальний варіант без блоку підзарядки АКБ (контролер і трансформатор з випрямлячем, які відбирають енергію від зовнішнього джерелазмінного струму).

Схема підключення ускладнюється, якщо автономна системапідключена до централізованої мережі. У Росії її не відрегульовані ситуації, коли приватний споживач може віддавати надлишки енергії у мережу. З іншого боку, перемикання немає " гладким " , тобто. відбувається перепад напруги тривалістю 0,3-1 секунди, залежно від складності перемикача.

Складність схеми підключення зростає із підключенням інших джерел. Ось деякі питання, які доводиться розглядати під час складної комплектації:

• Узгодження характеристик джерел, пристроїв керування та перетворення енергії,
• Надійність системи у поєднанні з проблемами утилізації надлишкової енергії.

У низці ситуацій можуть надати допомогу наші фахівці. Для цього можна використовувати сервіси сайту: онлайн-консультант та форму зворотного зв'язку.

В даний час на російському ринкуальтернативної енергетики частіше зустрічаються два типи сонячних батарей: монокристалічні та полікристалічні. Монокристалічні батареї відрізняються більшою ефективністю перетворення сонячної енергіїв електричну, ніж полікристалічні батареї. При цьому їхня вартість також вища, ніж вартість полікристалічних батарей. Це зумовлено складнішим і дорогим процесом виробництва.

Ще одне важливе питання, яке постає при виборі сонячних батарей – це виробник. Звісно, ​​найбільше сонячних батарей виробляється у Китаї. Є також батареї європейського та російського виробництва. Китайські батареї, здебільшого значно дешевші за свої європейські та російські аналоги, але при цьому серед них частіше зустрічаються неякісні екземпляри. Незважаючи на це, ми зупинили свій вибір на сонячних батареях китайської компанії Suoyang. Вони зарекомендували себе як якісний продукт за досить прийнятну ціну, в чому наші інженери змогли переконатися особисто, побувавши на виробництві Suoyang до Китаю.

Якщо ви визначилися з типом сонячних батарей та їх виробником, то тепер треба правильно розрахувати необхідну для ваших потреб потужність сонячних модулів. все докладно описано. Знаючи необхідну потужність сонячних батарей, легко визначити необхідну кількість.

Як встановити?

Почнемо із вибору місця. Сонячні батареї можна встановити практично будь-де на даху заміського будинку, на ділянці поряд з будинком та навіть на балконі багатоквартирного будинку. Головне, щоб було дотримано основних умов для отримання максимального вироблення електроенергії. Це кут нахилу щодо горизонту та орієнтація.

Світлопоглинаюча поверхня сонячних батарей має бути спрямована на південь. Ідеальні умови дотримуються, якщо сонячні променіпадають на поверхню сонячної батареї під кутом 90 про якомога довше. Підберіть оптимальний кут нахилу для вашого регіону з урахуванням пори року, в якому прогнозується максимальне споживання електроенергії. Для кожного регіону оптимальний кут нахилу визначається окремо. Наприклад, для московського регіону оптимальний кут нахилу в літній період 15 o -20 о, а в зимовий період 60 o -70 o. Для максимально ефективного використаннясонячних батарей рекомендується щонайменше двічі на рік змінювати кут нахилу.

При послідовне підключенняЩоб уникнути зниження ефективності, всі панелі в ланцюжку повинні розташовуватися на одній площині, під одним кутом.

Якщо ви вирішили встановити сонячні батареї не на даху, а на ділянці біля вашого будинку, не забудьте підняти їх від поверхні землі щонайменше на 50 см (на випадок, якщо взимку випаде багато снігу).

Сонячні батареї та тінь

Навіть невелика тінь негативно позначається на виробленні електрики сонячними батареями. Тому масив сонячних батарей рекомендується розміщувати в місцях, що не схильні до затінення. Протягом року, тінь змінює своє становище, врахуйте це під час встановлення. Намагайтеся не закривати сонячні панелі додатковим склом, це знижує ККД панелі приблизно на 30% навіть при видимій прозорості скла.

Мал. 1. Світлове відображення

Вентиляція сонячних батарей

Не встановлюйте нижню сторону сонячних батарей впритул, між панеллю та настановною площиною має бути відстань для циркуляції повітря. При належній вентиляції нижньої поверхні сонячних батарей забезпечується розсіювання зайвого тепла, яке негативно впливає на ефективність панелей.

З метою виконання надійного кріплення, сонячні батареї повинні бути закріплені, Крайній мірі, у чотирьох точках. Алюмінієва рама кріплення розрахована на кріплення по довгій стороні, не слід використовувати для кріплення коротку сторону.

Мал. 2. Кріплення сонячних батарей

Існує кілька способів та кріплення сонячних батарей, основні з них: за допомогою та за допомогою болтового з'єднання через отвори на нижній частині рамки. Для кріплення використовуйте лише спеціально передбачені отвори у рамі панелі. Гарантія на сонячні батареї припиняється у разі свердління додаткових; отворів, а також внесення змін до конструкції. Для кріплення сонячних батарей використовуйте міцне кріплення з корозійностійких матеріалів.

Підключення сонячних батарей

Вбудовані з'єднувальні дроти стійкі до ультрафіолетового випромінювання. Перетин дроту становить 4 мм2. Для герметичного підключення на кінцях дротів передбачені.

Мал. 3. Рознімання стандарту МС4

Завжди перед підключенням сонячних батарей до системи перевіряйте правильність електромонтажу. Перевірте полярність та виміряйте напругу холостого ходумасиву сонячних батарей, якщо воно відрізняється від паспортного значення - є не правильне з'єднання.

При підключенні сонячних батарей не перевищуйте технічних вимог інших пристроїв максимальній напрузіі допустимого струму. Дотримуйтесь технічних вимогвиробників інвертора та контролера заряду.

Не відкривайте розпаювальну коробку сонячної батареї. Панелі мають всі необхідні дроти та з'єднувальні роз'єми для підключення до системи.

Для підключення рекомендується використовувати лише одножильні мідні дроти з перерізом залежно від струму та довжини дроту, але не менше 4 мм 2 . Ізоляція дроту має бути стійкою до ультрафіолетового випромінювання. Якщо використовується провід не стійкий до ультрафіолетового випромінювання, обов'язково прокладайте його в гофрі, призначеній для зовнішньої прокладки. Намагайтеся, щоб дроти не потрапляли під пряме сонячне проміння. Для підключення сонячних батарей використовуйте лише спеціальні конектори стандарту MC4. З'єднання дроту та конектора здійснюється за допомогою спеціального обтискного інструменту або паяння.

Як зібрати невелику сонячну електростанцію

Для того, щоб зібрати невелику сонячну електростанцію, вам знадобляться:

1. Сонячна батарея;
2. Контролер заряду;
3. акумулятор (бажано герметичний, якщо ви плануєте встановити його в приміщенні);
4. Інвертор для перетворення електричної напруги 12В 220В;
5. Запобіжники для захисту від короткого замикання(бажано);
6. Комплект конекторів МС4 для підключення сонячної батареї до контролера.

Нижче представлена ​​схема невеликої сонячної електростанції.

Сонячна батарея є альтернативним джерелом живлення, найчастіше їх використовують, коли немає можливості підключитися до звичайної електроенергії. Важливо не тільки придбати або зібрати фотоелемент, а й правильно підключити його до будинку для живлення.

Схема сонячної батареї

Залежно від виробника та форми установки, пристрій може містити такі компоненти:

• сонячні панелі;
• контролер для заряду;
• кілька інверторів;
• дроти для з'єднання.

На що звернути увагу при встановленні

Розрахунок для підключення сонячних батарей (натисніть для збільшення) не дуже вибагливі, а тому їх можна встановити практично в будь-якому місці вашого даху, балкона або прямо на ділянці заміського будинку. Головне в підключенні, це дотримання двох правил, без яких споживання електроенергії буде практично неможливим.

• кут нахилу від горизонту;
• орієнтація розташування.

Так, поверхня повинна стояти обличчям на південь, тому що чим більше променів потрапить на батарею під 90 градусів, тим краще працюватиме пристрої. Не можна назвати точні координатиі принцип розміщення все це залежить від вашої місцевості, клімату, тривалості пори року і є абсолютно унікальним. Якщо ви мешканець Московського регіону, то ваш кут нахилу становитиме 15-20 градусів влітку і від 60 до 70 градусів взимку. Щоб батареї приносили максимальний ефект, необхідно змінювати їх розташування щоліта та зиму.

Майте на увазі:сонячні установки не повинні контактувати з холодними температурами, тому якщо ви хочете встановити їх прямо на ділянці, підніміть фотоелементи на 50 сантиметрів від рівня землі, це вбереже їх від снігу і переохолодження.

Кріплення пристрою

Схема підключення сонячних панелей(Натисніть для збільшення) Сонячні батареї необхідно якісно закріпити у чотирьох точках, причому робити це необхідно на довгій стороні, щоб уникнути пошкоджень.

Ви зможете самі вибрати найбільше зручний спосібдля кріплення фотоелементів:

• фіксаторами;
• болтами через отвори внизу рамки.

Не варто робити нові дірки для того, щоб прикріпити панель, як правило, рами вже передбачають усі варіанти. Якщо ви якось пошкодите панель або просвердлите в ній додаткові дірки, ваша гарантія більше не діятиме.

Підключення батареї

Схема підключення сонячних батарей (Натисніть для збільшення) Структура сонячної батареї досить складна, а тому при складанні необхідно послідовно проводити підключення всіх компонентів відповідно до схеми:

1. Візьміть кабель із міді та підключіть акумулятор до контролера за допомогою кабелю (в ньому є спеціальний значокбатареї) плюсом до плюсу, і відповідно мінусом до мінуса.
2. Підключіть фотоелемент до контролера так само. Щоб не переплутати, на контролері ви побачите знак сонячної батареї. Якщо ви хочете підключити не одну батарею, а кілька, то кожну наступну необхідно встановлювати паралельно до попередньої.
3. Після цього приступайте до підключення інвертора до акумулятора, за принципом плюсом до плюсу, мінусом до мінусу.

Зверніть увагу:якщо послідовність підключення буде перервана, контролер може зламатися.

Як підключити сонячну панель, дивіться наступне відео:

Або просто хочете організувати незалежне електропостачання ділянки, перш за все потрібно вибрати відповідну електростанцію і розібратися з її підключенням. Як перший, так і другий момент може викликати багато питань, особливо у новачків в електриці. Щоб читачі « » вміли з'єднувати панелі між собою та підключати їх до домашньої мережіДалі ми розглянемо найбільш ефективні схеми підключення сонячних батарей до контролера, акумулятора та мережі заміського будинку!

Отже, перше, про що Ви повинні мати уявлення – з чого складається комплект сонячної електростанції. Основні елементи системи представлені такими пристроями:

1. Сонячні батареї або як їх ще називають Сонячні елементи, панелі або фотоелектричні перетворювачі. Вони потрібні для перетворення сонячного світлау електроенергію.
2. Контролер сонячних панелей. Стежить за зарядом та розрядом АКБ. Бувають різних видів- On/Off, PWM, MPPT. Контролери перераховані у порядку зростання складності та ефективності алгоритмів заряду. MPPT – дозволяють досягти більшої ефективностіза рахунок того, що знаходять оптимальні параметринапруги та струму, для закачування максимально можливої ​​потужності в акумулятори. Це відбувається на підставі аналізу режиму роботи в поточний моментта ВАХ сонячної панелі. Основне завдання контролера – стежити за зарядом АКБ, щоб не допустити перезаряду або надмірного їхнього розряду. Простими словами, коли акумуляторна батареяповністю заряджена або розряджена АКБ відключаються від панелі або навантаження.
3. Акумулятор призначений для накопичення згенерованої електроенергії.
4. Інвертор – перетворює 12 Вольт на змінні 220, необхідні для роботи домашніх електроприладів, системи освітлення та побутової техніки.

Звертаємо Вашу увагу на те, що між усіма пристроями: контролером, інвертором, навантаженням та акумулятором бажано поставити запобіжники, які захистять систему при !

У найпростішому виконанні схема підключення сонячних батарей до контролера, акумулятора, інвертора та навантаження виглядає так:

Як Ви бачите, особливих труднощів у підключенні немає, головне дотримуватись полярності і підключати всі штекери в потрібні роз'єми контролера. У такому варіанті дуже складно щось переплутати. А ось якщо Ви вирішили використати електроенергію від сонця одночасно з стаціонарною мережею, схема підключення сонячних батарей в електромережу будинку має виглядати так:

Тут треба пояснити: резервоване навантаження - це котел і, наприклад, холодильник. Чи не резервована – побутова техніка, світло в будинку і т.д. Чим більша ємність акумулятора, тим довше зможуть пропрацювати електроприлади, що резервуються, в автономному режимі!

Зі схемою підключення сонячних батарей до мережі змінного струму розібралися. Тепер потрібно розглянути не менш важливу частину питання – правильне з'єднання між собою панелей.

Якщо у вас готова сонячна панель, то потрібно дізнатися її вихідна напругаі підключити до контролера, але вони бувають на 12 і 24В та 12/24В. Якщо у вас сонячна панель розрахована на роботу з 12В акумуляторами та контролерами, потрібно з'єднати їх безпосередньо. Іноді потрібно послідовно з'єднувати батареї, щоб отримати потрібну напругу. Тому розглянемо три основні способи з'єднання. Такі ж рекомендації для збирання сонячної батареї своїми руками з окремих осередків.

10 березня 2015 о 19:45

Мій особистий досвідвикористання сонячних панелей без підключення до РЕМ

• Енергія та елементи живлення

У статті описується звичайнісінький експеримент з отриманням електричної енергіївід сонця.

Передісторія

Захотів я переїхати з міста на природу. Вимоги були такі:

• Неподалік Києва, розглядалися ділянки до 30км
• Неподалік батьків моїх та подружжя, які залишаються в Києві
• Менше людей, більше природи.

В результаті було обрано с. Зазим'я, Броварського району. 10 км до кордону міста. Зручно їхати додому таксі, якщо з машиною щось не так. Було обрано ділянку, куплено. А потім місцева енергокомпанія "розвела руками". Я був у шоці. Я розраховував вирішити питання максимум за 5K$, а вийшло «як завжди». Таким чином я прийшов до альтернативним джереламодержання електроенергії.

Перший досвід був цікавим. Фундамент ми заливали за допомогою генератора FIRMAN на 950Вт, невеликої бетономішалки (40л) та у вихідні. Все це містилося у Славуті. Було збудовано невеликий будинок 18м2+горище, на простому каркасі, в якому ми зараз і живемо час від часу. Здебільшого у теплий час, звичайно. Поруч у селі знімаємо шматок будинку на зимовий час. Йтиметься і про електрифікацію цього будинку.

початок

Було куплено дві сонячні панелі. китайського виробництвапо 180Вт кожна. Був куплений контролер ШИМ EPSOLAR на 20А. Два свинцево-кислотних акумуляторівпо 100Ач дісталися за дуже пільговою ціною та інвертор FORT FX55. Пізніше мені подарували автомобільний перетворювач 12-220 на 300Вт. А до того я ще купив на 150Вт без вентиляторний автомобільний перетворювач.

Із обладнанням розібралися.

Ось знімок характеристик однієї панелі:

Ось те, що панелі видають на ХХ:

Фотографія відразу після встановлення на дах:

Побут, споживання

Живу я, самі розумієте, ІТ-життям. Переконаний фрілансер, періодично намагаюся створити щось більше, ніж самостійний фріланс. Кому цікаво, можете зайти до мене у гості

Все вищеописане живить: Macbook Pro 2010, телефони, книжки, планшети, 3G-роутер, принтер HP LaserJet 1020. Заряджання шуруповерта, насосна станція для води 1100Вт, пара прожекторів на вулицю з датчиками руху та освітленості. Освітлення в будинку світлодіодне 12В.

Є також генератор 2,5КВт Кентавр. 4-х тактний. Олія окремо, а 95-й бензин окремо. Витрата 0,5 л на годину. Дуже економно вийде. На ньому зараз працює бетонозмішувач, коли вона потрібна.

На кухні у дрібному будинку зараз стоїть газовий балон на 4,8 л, без редуктора. Типу "туристичний", але працює постійно. Вистачає на два тижні при приготуванні тричі на день. Повз АГЗС проїжджаю регулярно, тож із заправкою проблем немає.

Ось як моє господарство виглядало цієї зими:

Великий будинок та плани на нього

Як я вже писав, спочатку планувалася мережа для нього, тому куплено інвертор FORT FX55 (3500Вт/5500Вт пусковий). Дах спроектований під 20 сонячних панелей 180Вт, щоб вони «стали на кут 50 градусів». Широта в мене така. Десь вичитав, що на нашій широті і ставити треба під кутом 50 градусів – це найоптимальніший кут. Акумулятори куплю гелеві, поставлю окремий новий контролер.

Буде піч, з якою я на освітлення зніматиму взимку електрику (див. ru.wikipedia.org/wiki/Элемент_Пельтье). Так само з грубки буде «знято»: гаряча вода, водяне опалення (підлога + батареї). Печка буде «двоковпакова». Для естетики додам камін.

На кухні газова плита та газова ж (ох, і важко було знайти) духовка. Вбудована у меблі.
Запитання? Коментарі?

Обмовлюся відразу, що незважаючи на 4 бали з ТОЕ, основи електротехніки я зовсім не пам'ятаю. Ну хіба що закон Ома, який є окремим випадком Другого правила Кірхгофа. Все робилося за логікою та вичитаним з інтернету.