Centrală solară de casă pentru casă. Centrală solară de bricolaj

Articolul discută despre aplicarea practică panouri solare, descrie în detaliu componentele necesare pentru alimentarea neîntreruptă, conexiune independentăși montarea panourilor solare.

Echipament sistem de alimentare cu energie electrică: gamă, caracteristici

În articolul anterior ne-am uitat la tipurile de panouri solare. Dar în sistemele de generare a energiei solare, aceste elemente sunt doar convertoare primare. Pentru a crea o centrală electrică cu drepturi depline, vom avea nevoie de următorul set de echipamente:

• controler de încărcare a bateriei
• baterie reincarcabila
• invertor de tensiune

Controlere de încărcare a bateriei Există două tipuri: controlere PWM (controlere PWM) și controlere OTMM (controlere MPPT).

Un controler PWM este un dispozitiv mai simplu și mai ieftin care controlează încărcarea bateriei. Eficiența unui controler PWM este de obicei mai mare decât cea a unui controler OTMM datorită faptului că stadiul inițial Pentru încărcare, conectează bateria aproape direct la panoul solar fără a converti tensiunea generată. Controlerele OTMM sunt recomandate pentru utilizare cu module cu o tensiune de ieșire non-standard de 28 V și mai mare.

Utilizarea controlerelor OTMM va fi justificată economic în sistemele de generare cu o putere nominală mai mare de 400 W. Un alt motiv pentru utilizarea unui astfel de controler este proiectarea unei stații solare pentru generarea de energie electrică pe tot parcursul anului. În zilele înnorate de iarnă, când se încarcă bateriile, controlerul OTMM își va arăta cea mai bună parte.

Baterieîntr-un sistem de alimentare cu energie solară joacă rolul unui tampon care acumulează energie electrică.

Spre deosebire de toate celelalte echipamente ale stației solare, bateria este un articol consumabil. Prin urmare, cu cât funcționează mai mult fără înlocuire, cu atât va fi mai scurtă perioada de rambursare a componentelor pe care le achiziționați. Pentru ca bateria să funcționeze mult timp, trebuie să adoptați o abordare responsabilă a alegerii acesteia. Principalii parametri ai bateriei care interesează potențialul proprietar sunt:

• tensiune (Volt, V) - sunt de vânzare baterii pentru panouri solare cu tensiuni de 12, 24 și 48 V. Pentru stațiile mici de acasă cu o putere de 200-300 W, bateriile de 12 V sunt destul de potrivite;
• capacitatea electrică (Ampere⋅hour, A⋅h) - caracterizează cantitatea de energie electrică care poate fi acumulată. În consecință, cu cât acest parametru este mai mare, cu atât sistemul electric poate funcționa în mod autonom (pe vreme înnorată sau noaptea);
• nivelul de autodescărcare (% din capacitatea nominală) - cu cât este mai mic acest parametru, cu atât bateria este mai bună.

Invertor de tensiune conceput pentru a converti tensiune DC baterie într-o rețea de tensiune alternativă de 220 V, care alimentează sarcinile casnice.

Există o gamă largă de invertoare disponibile pe piață, cu o varietate de caracteristici. Dintre cei mai importanți parametri, trebuie remarcați următorii:

• puterea invertorului;
• tensiunea circuitului primar (tensiunea bateriei conectate);
• prezența protecțiilor încorporate (de la suprasarcină, de la inversarea polarității bateriei, de la scurtcircuit în sarcină, de la descărcarea excesivă a bateriei);
• sinusoidalitate a tensiunii de ieșire (în esență, dacă sarcina conectată conține motoare, de exemplu, mașini de spălat, frigidere, pompe de circulatie, ventilatoare etc.).

De asemenea, trebuie remarcat faptul că un număr excesiv de funcții nu face decât să mărească costul dispozitivului și să complice configurarea și funcționarea acestuia.

Schema de conectare a echipamentelor stației solare

Asamblarea circuitului centralei solare este destul de simplă. Mai jos este succesiunea conexiunilor, ilustrată cu fotografii. Pentru a asambla un sistem simplu, se utilizează un panou solar cu celule policristaline, un regulator de încărcare și o baterie. Începem asamblarea conectând cablul la bateria solară.

Bateriile care vin cu cablu nu necesită acest pas. Conectam bateria la bornele de ieșire ale controlerului. În continuare, firele care vin din panou trebuie conectate la bornele de intrare ale regulatorului de încărcare.

Toate conexiunile sunt realizate conform principiului „+” la „+” și „-” la „-”. Furnăm energie de la baterie la bornele de intrare ale invertorului. După pornirea regulatorului de încărcare și a invertorului, vedem că energia electrică generată de panoul solar începe să încarce bateria.

Pentru a determina polaritatea bornelor bateriei solare este suficient să măsurați tensiunea la bornele cu ajutorul unui multimetru. Dacă există un semn minus lângă citirile de tensiune, atunci poziția sondei negre corespunde terminalului pozitiv (verificați dacă sondele sunt conectate corect înainte de măsurare). Dacă nu există semnul minus, atunci poziția sondei negre corespunde bornei negative a bateriei.

Instalare panouri solare si echipamente electrice auxiliare

Echipamentul electric al stației solare este instalat folosind sârmă de cupru. Secțiune sârmă de cupru pentru un panou ar trebui să alegeți cel puțin 2,5 mm 2. Acest lucru se datorează faptului că densitatea normală de curent într-un conductor de cupru este de 5 amperi pe 1 mm2. Adică, cu o secțiune transversală de 2,5 mm 2, curentul admis va fi de 12,5 A.

În același timp, curentul de scurtcircuit al panoului RZMP-130-T cu o putere de 145 W este de numai 8,5 A. La combinarea mai multor panouri cu conexiune paralelă Secțiunea transversală a cablului de ieșire comun trebuie selectată pe baza curentului total maxim al tuturor panourilor conform conceptului descris mai sus (5 A per 1 mm2).

Există o varietate de cabluri disponibile pentru conectarea panourilor solare. Caracteristica lor distinctivă este că izolația externă a cablului a suferit un tratament special și are rezistență crescută la radiațiile ultraviolete. Nu este necesar să achiziționați astfel de cabluri. Panourile solare pot fi conectate cu un cablu cu izolație obișnuită din PVC, dar ar trebui să fie așezate într-un manșon ondulat, care este proiectat pentru așezarea cablajului extern. Această opțiune va costa cu 30-40% mai puțin.

Controlerul de încărcare a bateriei și invertorul trebuie plasate într-o cameră uscată la temperatura camerei, de exemplu, într-un dulap sau hol. Nu este recomandabil să amplasați acest echipament în aer liber, deoarece componentele electronice ale echipamentului nu ar trebui să fie supuse unor fluctuații semnificative de temperatură și umiditate. Bateria în sine poate fi plasată împreună cu electronica.

Dacă decideți să utilizați baterii acide sau alcaline, ar trebui să le plasați într-o zonă nerezidențială bine ventilată, deoarece funcționarea lor produce vapori nocivi de electroliți. În plus, în camera cu baterii nu ar trebui să existe surse de scântei și pericole de incendiu, deoarece oxigenul și hidrogenul eliberat în zonele slab ventilate pot forma un amestec exploziv.

Panoul solar poate fi instalat în două moduri:

• instalatia fixa presupune amplasarea permanenta a panourilor pe acoperisul casei sau pe un suport prins de un perete sau fundatie. În acest caz, panourile trebuie îndreptate spre sud, înclinarea orizontală a panourilor trebuie să fie un unghi egal cu latitudinea zonei plus 15°. Latitudinea locației dvs. poate fi determinată, de exemplu, din citirile unui navigator GPS sau din serviciul Google Maps;
• instalarea mobilă a panourilor se realizează pe o traversă, care este capabilă să se rotească azimutal (în direcția mișcării soarelui de-a lungul orizontului) și zenital, înclinând panourile pentru a razele de soare a căzut pe ele perpendicular. Acest sistem de instalare face posibilă creșterea eficienței panourilor solare utilizate, dar necesită costuri financiare tangibile suplimentare pentru proiectarea traverselor, motoarelor de antrenare și a sistemului de control al acestora.

Modalități de creștere a eficienței sursei de alimentare autonome

Pentru a crește eficiența unei centrale solare, puteți merge în două moduri: creșteți cantitatea de energie electrică generată pe de o parte și reduceți consumul acesteia pe de altă parte. Modalitățile de creștere a energiei electrice generate pot fi următoarele:

• instalarea panourilor solare pe o traversă mobilă sau pe un mecanism de control al înclinării zenitale (o jumătate de măsură, dar și destul de eficientă, în principal pentru panouri monocristaline);
• utilizarea bateriilor de înaltă calitate, cu un procent scăzut de autodescărcare și o durată lungă de viață, fără o reducere semnificativă a capacității;
• regulat întreținere sisteme: curățarea panourilor de praf și zăpadă, menținerea conexiunilor detașabile și terminale pentru a reduce rezistența la contact și, în consecință, pierderile de putere.

Pe partea de sarcină, eficiența energetică poate fi crescută după cum urmează:

• selecția lanțului alimentare de joasă tensiune direct de la baterie, de exemplu pentru a conecta Iluminare LED. Acest lucru va evita dubla conversie a energiei în invertor;
• oprirea invertorului atunci când sarcina de la ieșire este deconectată, deoarece un invertor care funcționează inactiv încă consumă o cantitate mică de energie;
• instalatie impreuna cu iluminare cu senzor de miscare cu temporizator pentru a elimina risipa enervanta de energie electrica datorita faptului ca pur si simplu ai uitat sa stingi lampa pe hol.

Vlad Taranenko, rmnt.ru

În 2017, am instalat pe șantier un panou solar de 260W pentru a genera energie electrică. În iunie, panoul a generat 34 kW de energie electrică, ceea ce a fost de 4,5 ori mai mare decât capacitatea sa standard.

Cine este potrivit pentru o centrală solară de acasă?

1. Pentru cei care nu au curent electric in zona lor. Panourile solare vor putea alimenta în mod autonom instalația cu energie electrică. Ca alternativă, puteți lua în considerare și o moară de vânt (pentru care trebuie să existe o roză a vânturilor adecvată) sau un generator diesel (care nu este foarte convenabil de exploatat și nu este economic).
2. De asemenea, o stație solară poate fi considerată o investiție pentru a plăti mai puțin pentru energie electrică în viitor pe fondul tarifelor în continuă creștere. În plus, durata de viață a bateriei este foarte lungă, iar soarele strălucește mereu.
3. Și ultima opțiune este pentru toți cei care vor să facă bani. În Ucraina, există o lege privind tariful de alimentare, conform căreia statul răscumpără energia electrică produsă la un preț special.

Cum funcționează o baterie solară?

O baterie solară (sau PEM - modul fotovoltaic) funcționează folosind elemente de siliciu care convertesc energia luminoasă în energie electrică (spre deosebire de cele care funcționează folosind căldura solară).

În spatele panoului există o ieșire a două cabluri care se vor conecta la invertor sau la baterie, în funcție de modelul de utilizare (mai multe despre asta mai târziu).

Cum se conectează dacă nu există energie electrică pe site

Dacă site-ul nu este conectat la rețea, atunci sarcina principală este acumularea de energie electrică pentru a o utiliza în viitor după cum este necesar.

Ce echipament veți avea nevoie:

• Panouri solare.
• Baterie pentru stocarea incarcarii.
• Controler de încărcare (pentru a controla curentul de încărcare a bateriei).
• Convertor la 220V. În mod implicit, panoul solar produce 12V, 24V, în timp ce majoritatea aparatelor electrice sunt conectate la 220V. Dacă utilizați dispozitive care funcționează la 12V, nu veți avea nevoie de un convertor.
• Echipament pentru fixarea și fixarea bateriei în sine.

Cea mai simplă opțiune, „fă-o singur”

Cea mai primitivă, dar funcțională opțiune „pentru dacha”: baterie solară + baterie, care sunt conectate între ele prin terminale. În această formă, stația este deja gata de funcționare și nici măcar nu trebuie să o puneți pe acoperiș, ci pur și simplu să o instalați pe sol. Energia electrică va fi stocată într-o baterie, de la care vă puteți încărca telefonul, conecta iluminatul etc.

Această stație este foarte ușor de asamblat cu propriile mâini. Trebuie doar să cumpărați o baterie (chiar și o baterie obișnuită de mașină va face), un panou solar, fire și terminale. Dacă vii la casa ta doar în weekend, atunci stația poate fi portabilă, deoarece poate fi ușor dezasamblată și ascunsă (sau luată cu tine).

Implementare mai complexă

Diagrama pentru utilizare zilnică și cablare la prize. Panourile solare sunt instalate pe acoperiș (sau separat structura metalica), iar cablul de la acestea este așezat la baterie, de la care electricitatea este furnizată la prize printr-un convertor.

Stația poate fi scalată cu ușurință, după cum este necesar, conectând baterii și acumulatori suplimentari.

Cum se conectează dacă există electricitate pe amplasament

Dacă site-ul este conectat la rețea, atunci instalarea unei centrale solare va face casa mai independentă din punct de vedere energetic, va reduce costurile cu energia și chiar va face bani pe ea datorită tarifului de alimentare.

Nu există baterie în această schemă de conectare, deoarece nu este nevoie să stocați energie electrică (dar dacă doriți să aveți o sursă de alimentare de rezervă în cazul în care luminile se sting, atunci este necesară o baterie).

Pentru a conecta o astfel de stație, aveți nevoie doar de o baterie solară (sau mai multe), care este conectată la o priză printr-un invertor de rețea. În această formă, stația este deja gata de funcționare. Bateria genereaza energie electrica si o consumi imediat pentru nevoi interne: functionarea frigiderului, iluminat, ceainic etc.

De exemplu, puterea zilnică a stației este de 1 kW de energie electrică, iar clădirea consumă un total de 5 kW. De fapt, luați doar 4 kW din rețea. Dar dacă stația produce 5 kW pe zi și consumați de fapt doar 2 kW, atunci restul (3 kW) este ars. În acest caz, puteți să vă conectați și să vindeți diferența către stat la un preț mai mare sau să instalați o baterie și să acumulați excesul pentru aceasta.

Acum există companii care conectează tarife verzi la cheie. Începând de la selectarea și instalarea stației până la încheierea unui acord cu OBLENERGO.

Puterea reală a unei centrale solare pentru o casă

Ieșirea depinde de puterea și unghiul de înclinare a panourilor, de intensitatea soarelui și de durata orelor de lumină.

Bateriile diferă în funcție de zonă, ceea ce le afectează puterea. Poate fi de 10W, 100W, 150W, 260W și așa mai departe. Cu toate acestea, puterea reală a panoului este de obicei mai mare decât puterea sa nominală, deoarece trebuie luat în considerare factorul de intensitate solară. În regiunile sudice soarele strălucește mai puternic și mai mult, iar în regiunile nordice strălucește mai slab și mai puțin, astfel încât același panou produce cantități diferite de electricitate.

Studiu de caz

Acesta este un grafic al generării de energie electrică de la un panou de 260 W pentru iunie 2018. Puterea totală a stației pentru luna este de 34,89 kW. Pe baza calculului că puterea lunară nominală a bateriei este de 7,8 kW (260 W X 30 de zile), puterea sa reală s-a dovedit a fi de 4,5 ori mai mare (factor de corecție). Vara este mai mare, iarna este mai mic sau absent cu totul.

Graficul arată că producția nu este constantă și există scăderi puternice - acestea sunt zile înnorate, când orele de lumină sunt mai scurte și activitatea solară este foarte slabă. Cea mai slabă performanță a fost înregistrată pe 17 iunie - aproximativ 0,4 kW, iar maxima pe 25 iunie - aproximativ 1,4 kW.

Și așa arată puterea unei baterii solare pe oră în timpul zilei:

Producția începe în jurul orei 9:00, atinge vârfuri în jurul orei 13:00, apoi scade treptat și se oprește în jurul orei 19:00. În timpul zilei sunt mici scufundări - când soarele era ascuns de nori.

Generarea de energie a fost instabilă de la aproximativ 13:00 până la 15:00 din cauza acoperirii norilor. Dar acest lucru nu a afectat foarte mult performanța finală a stației - 1,32 kW.

Au fost multe defecțiuni în timpul zilei, care au afectat puterea finală a stației - 0,98 kW.

Și aceasta este o zi ploioasă înnorată, când activitatea solară este foarte slabă, iar generarea în timpul zilei a fost de 0,45 kW.

De aici putem concluziona că este dificil să te bazezi în întregime pe electricitatea solară. Performanța stației este foarte dependentă de intensitatea soarelui și chiar și vara poate fi inconsecventă din cauza vremii înnorate.

Unghiul de înclinare a panoului solar

Panoul generează energie electrică maximă atunci când razele soarelui cad pe el în unghi drept. În acest caz, razele practic nu sunt reflectate, iar pierderile de energie sunt minime. Dar, din moment ce soarele se mișcă constant și își schimbă altitudinea în timpul zilei, este dificil să menții un unghi constant de incidență de 90°.

Pentru aceasta, exista mecanisme speciale care rotesc panoul urmarind soarele in timpul zilei si ii schimba unghiul, ceea ce ofera generarea maxima de energie electrica posibila. Cu toate acestea, pentru o stație de acasă, acestea sunt impracticabile: cu o putere scăzută a stației, un suplimentar de 5-15% din energie electrică nu va acoperi costul instalării lor.

Prin urmare, se recomandă o poziție universală a panoului solar: pentru emisfera nordică, o direcție spre sud (care acoperă traiectoria maximă a soarelui) și un unghi de înclinare de 30 ° pentru vară și 60 ° pentru iarnă. Sau opțiunea medie este de 45 °, dacă panoul funcționează tot timpul anului.

Cum se calculează puterea unei centrale solare

Trebuie să începeți de la câtă energie electrică aveți nevoie pentru funcționarea normală a clădirii. Cel mai simplu mod este să scrieți toate e-mailurile. dispozitivele pe care intenționați să le utilizați, timpul lor de funcționare și consumul de energie.

Exemplu:

• Frigider: 100W – 24h – 2400W
• Iluminare: 100W – 5h – 500W
• Fierbător: 15min – 1.5kW – 0.03kW
• Mașină de spălat:
• Laptop:
• Total: 3 kW

3kW este puterea pe care o centrală solară trebuie să o producă pentru funcționarea normală a clădirii. Acestea. vei avea nevoie de 12 panouri cu o putere de 260W fiecare. În practică, productivitatea acestora va fi mai mare (cu un coeficient de activitate solară de 4,5, puterea zilnică a stației va fi de 14 kW), totuși, plecăm de la scenariul cel mai pesimist, în care fiecare zi este înnorată. De asemenea, rețineți: dacă nu sunteți conectat la un tarif de alimentare sau nu stocați energie într-o baterie, surplusul va fi ars.

Dacă instalați o centrală solară pentru a câștiga bani la tariful de alimentare, atunci puteți începe cu orice capacitate și o puteți crește treptat.

Concluzie

Centralele solare pentru casă rezolvă două probleme principale:

• poate furniza energie electrică într-o zonă care nu este conectată la rețea. În chiar versiune simplă ai nevoie doar de un panou, o baterie și un controler de încărcare, care sunt deja capabile să genereze electricitate. Este posibilă și o implementare mai complexă, atunci când stația generează energie electrică și o transmite la prize printr-un invertor. Acest circuit necesită suplimentar un convertor de la 12V la 220V.
• servește ca investiție și sursă de venit. În Ucraina există o lege privind tariful de alimentare, conform căreia statul este gata să cumpere de la populație energie electrică produsă la surse alternative energie la un tarif mai mare. Cu alte cuvinte: oricine poate instala o centrală solară în locuința sa și vinde energie electrică statului.

Performanța stației depinde de puterea panoului și de factorul de intensitate solară. Pentru regiunile sudice, unde soarele strălucește mult timp și intens, producția de panouri poate fi de 4,5 - 5 ori mai mare decât valoarea nominală. Iarna, coeficientul este practic absent.

În zilele înnorate, chiar și vara, producția scade semnificativ. Prin urmare, nu ar trebui să vă bazați în întregime pe energia solară (mai ales dacă aveți o sursă de alimentare autonomă pentru instalație) și ar fi o idee bună să aveți o sursă de rezervă, de exemplu, un generator diesel.

Totul despre o centrală solară pentru casă: conexiune, ieșire reală, conexiune, caracteristici

Energia solară nu mai este o inovație, ci o realitate care astăzi este la îndemâna aproape tuturor.
În această clasă de master vă voi arăta cum să realizați un sistem de alimentare complet autonom pentru garajul dvs. Deși garajul are un staționar reteaua electrica, dar m-am hotarat sa renunt la el pentru ca sunt prea multe intreruperi in activitatea lui... De multe ori nu exista lumina pentru perioade lungi de timp.

Unul dintre principalele avantaje ale unei centrale solare este autonomia și independența sa completă. Având în vedere că nu sunt toată ziua în garaj, puterea sistemului meu este suficientă pentru toate nevoile mele.
Am folosit o baterie solară puternică de 100 W, astfel încât bateria poate fi încărcată chiar și pe vreme înnorată. Bineînțeles, un panou solar de 10W ar fi suficient, dar am decis să-l iau cu rezervă în cazul în care trebuie să măresc brusc puterea întregului sistem.

Ce oferă sistemul solar?

• - Lumina LED in garaj. Ținând cont de consumul curent al benzilor LED (nu mai mult de 2 A), timpul de strălucire continuă va fi de aproximativ 25 de ore, adică de două ori mai mult decât este necesar, având în vedere că durata medie a nopții este de 12 ore.
• - Rețea cu trei prize de 220 V cu o capacitate de încărcare de 400 W. Un invertor este folosit pentru a converti curentul. Ieșirea este o tensiune sinusoidală stabilă. În plus, invertorul are două intrări USB pentru alimentarea dispozitivelor mobile, cu un curent de până la 3,1 A.
• - Lumina se aprinde automat când poarta este ridicată, ceea ce este foarte convenabil, mai ales noaptea.

Toate elementele unui sistem autonom de alimentare cu energie au fost achiziționate, cu excepția cutii de distributie, tevi pentru fire etc.
Ofer o listă cu link-uri către magazin:
Panoul solar de 100 W este gata, bineînțeles îl puteți asambla singur, dar l-am cumpărat -
Controler de încărcare -
Baterie reîncărcabilă 12 V 100 Ah - în cel mai apropiat magazin auto.
Borne baterie -
Invertor 400 W -
Comutator lamelă cu magnet -
Bandă de lumină LED -

Schema centralei solare

Panoul solar și bateria sunt conectate la controler. Controlerul controlează încărcarea bateriei, oferă curent optim și împiedică descărcarea completă a acesteia. Benzile LED și invertoarele sunt conectate la ieșirea controlerului.
A face pornire automată lumina Am folosit un comutator cu lame. Deoarece Benzi LED consumă un curent de aproximativ 2 amperi, apoi nu pot fi comutați cu un comutator lamelă; va trebui să adăugați un releu care să preia întreaga sarcină.
Nu cred că vor fi probleme cu schema.

Câteva cuvinte despre instalare

Întregul sistem este sortat conform standardului. Firele sunt împachetate în țevi, conectorii în cutii de distribuție.

Fotografia arată modul în care senzorul de trestie cu un magnet în mișcare este atașat la poartă.

Benzile LED sunt pur și simplu întinse și securizate în cleme speciale.
Separat, aș vrea să vă spun despre instalarea unui panou solar. În acoperiș este găurită o gaură în care este introdusă o bucată de țeavă. Pentru a preveni orice scurgere de apă, o bucată iese din partea de sus a acoperișului la o distanță mică. Îl sigilăm și îl acoperim cu bitum lichid sau gudron. Conectam panoul, trecem firele prin acest tub. Așezăm panoul orizontal și acoperim marginile cu bitum lichid. Totul a ieșit etanș. Acoperișul nu are o pantă mare, iar apa se va rostogoli de pe el în orice caz.

O sa mai spun ca sistemul este complet autonom si nu necesita intretinere. Doar dacă este necesar să verificați periodic bateria.

Rezultat după câteva săptămâni de utilizare

Centrală solară sa dovedit a fi excelent. Se poate face pentru o casă de vară, hambar etc. În general, unde nu există alimentare cu energie electrică. Puteți face singur o centrală electrică cu orice putere și să nu depindeți de nimeni altcineva.
Este foarte sănătos să nu depinzi de nimeni.

Centralele solare nu mai sunt o raritate în viața de zi cu zi; ele contribuie din ce în ce mai mult la asigurarea autonomiei casei, sporind confortul locuinței. Cu cunoștințe de bază de electronică/inginerie electrică, puteți asambla singur o stație solară acasă, economisind o mulțime de bani. Centralele solare pot fi de trei tipuri: autonome, de rețea (cu generare în rețea) și combinate (o combinație de rețea și centrale autonome). Acest articol discută un exemplu de construire a unei centrale solare autonome, deoarece acest tip de stație este cel mai solicitat pentru rezolvarea problemei alimentării cu energie de rezervă a unei locuințe.

Orice centrală solară care produce curent alternativ, constă din patru elemente de bază:

Panouri solare,

Controler de încărcare a bateriei,

baterii,

Invertor combinat - convertor.

Notă: în zilele noastre nu este neobișnuit să aveți un invertor cu un regulator de încărcare a bateriei încorporat; în cazul utilizării unui astfel de invertor, numărul de componente ale unei centrale solare este redus. Dar trebuie luat în considerare faptul că utilizarea unui controler de încărcare separat crește fiabilitatea și posibilitatea de modernizare a unei centrale solare.

În principiu, aceste elemente sunt suficiente pentru ca complexul să funcționeze și să își îndeplinească funcțiile.

Cu toate acestea, dacă complexul este asamblat corect, se străduiește să crească eficiența, funcționarea durabilă și, de asemenea, să respecte măsurile de siguranță, veți avea nevoie de câteva elemente suplimentareși cunoștințe.

Hai sa desenam diagrama detaliata centrală solară standard și faceți o listă cu elementele necesare/recomandate.

Lista și scopul tuturor elementelor unei centrale solare standard

1. Panouri solare

Cantitatea și puterea sunt selectate în funcție de sarcină, durata necesară de alimentare și locație geografică obiect.

2. Conectori de răspuns (set mascul+femă)

Firele majorității panourilor solare se termină în conectori speciali impermeabili (conectori MC4), care nu se găsesc în magazine. Prin urmare, pe lângă panourile solare, este necesară achiziționarea de conectori de răspuns.

3. Cabl între panouri și controler de încărcare

Deoarece panourile solare sunt amplasate în exterior, iar echipamentele în interior, distanța dintre ele este de obicei semnificativă. Prin urmare, pentru a reduce pierderile, este foarte important să selectați un fir de grad și secțiune transversală corespunzătoare.

De asemenea, este necesar să vă amintiți să protejați firul de factori negativi. mediu inconjurator(radiații solare, precipitații, înghețare) și daune mecanice.

4. Controler de încărcare

Necesar pentru a asigura încărcarea corectă a bateriei: curent și tensiune corecte.

Există 2 tipuri de controlere: PWM vechi (PWM) și MPPT modern.

Controlerele PWM (PWM) sunt ieftine și oferă cel mai simplu mod de încărcare. Eficiența lor este scăzută, nu există setări. Anumite restricții restrâng domeniul de utilizare a acestora.

Controlerele MPPT sunt puțin mai scumpe, dar au o serie de avantaje incontestabile: eficiența este cu 20-25% mai mare, control inteligent al modurilor de încărcare a bateriei, opțiuni de personalizare (pentru modele mai puternice) și nicio conexiune strictă la tensiunea de intrare de la solar. panouri.

Puterea și tensiunea sunt selectate în funcție de numărul și puterea panourilor solare, precum și a bateriilor.

5. Comutator curent continuu(inainte de a intra in controler)

Un element foarte important căruia mulți oameni nu-i acordă atenție.

În primul rând, această mașină poate proteja controlerul de epuizare în cazurile în care curentul de la panourile solare depășește ratingul controlerului (acest lucru se întâmplă cu echipamente selectate incorect sau în zilele însorite).

În al doilea rând, și mai important, permite întreținerea în siguranță a întregului complex. Trebuie amintit regula importanta: panourile solare, când circuitul lor electric este închis și generează curent, au ÎNTOTDEAUNA nevoie de un dispozitiv de stocare (baterie) sau de un consumator (orice element de încălzire). Dacă deconectați bateria sau sarcina de la controler și lăsați panourile conectate, aceasta se va arde. Motivul este că controlerul nu are unde să pună energia care vine de la panouri.

6. Comutator DC (după ieșirea de la controler)

Această mașină este necesară pentru a proteja echipamentul de scurtcircuite care pot apărea pe partea bateriei.

7. Baterii de stocare

Capacitatea, tensiunea și cantitatea acestora sunt selectate în funcție de sarcină, timpul de alimentare, precum și de caracteristicile panourilor solare, controlerului de încărcare și invertorului.

8. Jumpere între baterii

Mulți oameni nu știu că calitatea jumperilor afectează semnificativ funcționarea și durata de viață a bateriei.

Juperii bune sunt scurte, groase (de la 25-35 mp.), din cupru, cu vârfuri strâns sertizate.

10. Un invertor pentru o centrală solară este poate cea mai importantă componentă.

Invertorul convertește curentul continuu în curent alternativ - pentru toate aparatele de uz casnic.

Modelul și puterea sunt selectate în funcție de sarcină, curenții de pornire și tensiunea bateriei. În general, designul ideal al unei centrale solare ar trebui să fie considerat unul în care diferite grupuri de sarcini primesc putere de la diferite invertoare. Multe companii produc invertoare cu o varietate de proprietăți. Ele pot diferi în ceea ce privește forma semnalului de ieșire (cele mai simple și mai ieftine dau undă pătrată, așa-numitul „meandru”, ai cărui producători, totuși, îl numesc mai des: o sinusoidă modificată, o sinusoidă imitată, o pseudosinusoidă, un cvasi-sinusoid), o metodă de compensare a sarcinii (prin păstrarea amplitudinii tensiunii). sau aria curbei), designul circuitului utilizat (una sau două transformări de tensiune, impuls sau conversie semnal analogic).

Unele invertoare au încorporate Încărcător din rețeaua existentă (invertor combinat) si pot incarca suplimentar bateria din retea, altii pot reincarca energia primita de la panourile solare cu energie din retea (invertoare hibride),încă alții pot canaliza energia captată de la soare în rețea (invertoare în rețea sau în rețea). În general, designul invertorului poate fi foarte divers. Invertor de înaltă calitate trebuie să producă un semnal sinusoidal pur cu distorsiune mai mică de 3%, nu modificați amplitudinea tensiunii atunci când sunt conectate capacitate maximă cu mai mult de 10%, efectuați o conversie dublă (prima este DC, a doua este AC), aveți o parte analogică a conversiei secundare cu un transformator de înaltă calitate, aveți o rezervă semnificativă la suprasarcină și un set de funcții de protecție împotriva scurtcircuitului circuitele din sarcină, împotriva conexiunii necorespunzătoare la baterii, de la suprasarcină, de la funcționarea defectuoasă a bateriei, nu permit descărcarea profundă a bateriilor.

Îndeplinește toate cerințele specificate invertor IR cu putere de ieșire de la 1 la 6 kW.

Acest scurta descriere tipurile de invertoare vă pot ajuta să alegeți invertorul potrivit pentru casa dvs. (pentru centrala solară).

11. Întrerupător de circuit curent alternativ

Protejează invertorul de suprasarcini și defecțiuni în cazul unui scurtcircuit pe partea de sarcină.

12. Împământare de protecție

Acesta nu este un dispozitiv sau un dispozitiv. Acestea sunt măsuri recomandate pentru amenajarea împământării de protecție pentru echipamente și persoane. Chiar dacă nu are loc niciun eveniment extrem (fulger, scurtcircuit), dispozitivele se acumulează electricitate statica. Trebuie dus la pământ.

Sistemele autonome de alimentare cu energie pentru proprietățile suburbane vă permit să locuiți în confort chiar și departe de comunicațiile centralizate. Adesea, alături de schemele tradiționale, se folosesc și altele alternative, bazate pe utilizarea energiei solare.

Pentru ca sistemul solar să funcționeze corect, este necesară o diagramă de conectare a panoului solar bine concepută. Kit necesar echipamente de calitate capabil să facă față responsabilităților atribuite.

Vă vom spune cum să planificați corect amplasarea componentelor minicentralei. Veți învăța cum să selectați dispozitivele tehnice pentru asamblarea sistemului și cum să le conectați corect. Ținând cont de sfaturile noastre, puteți construi o instalație eficientă.

Să vedem cum funcționează și cum funcționează sistemul solar casa la tara. Scopul său principal este de a transforma energia solară în energie electrică de 220 V, care este principala sursă de energie pentru aparatele electrocasnice.

Principalele părți care alcătuiesc SES:

1. Baterii (panouri) care convertesc radiația solară în curent continuu de tensiune.
2. Un controler care reglează încărcarea bateriei.
3. Acumulator.
4. Un invertor care convertește tensiunea bateriei la 220 V.

Designul bateriei este conceput astfel încât să permită echipamentului să funcționeze în diferite condiții meteorologice, la temperaturi de la -35ºС la +80ºС.

Se pare că cele instalate corect vor funcționa cu aceleași performanțe atât iarna, cât și vara, dar într-o singură condiție - pe vreme senină, când soarele degajă cantitatea maximă de căldură. În condiții înnorabile, eficiența muncii scade brusc.

Eficiența centralelor solare de la latitudini medii este mare, dar nu atât de mult încât să furnizeze pe deplin electricitate case mari. Cel mai adesea, un sistem solar este considerat o sursă suplimentară sau de rezervă de energie electrică

Greutatea unei baterii de 300 W este de 20 kg. Cel mai adesea, panourile sunt montate pe acoperiș, fațadă sau rafturi speciale instalate lângă casă. Conditiile necesare: intoarcerea avionului spre soare si inclinarea optima (in medie 45° fata de suprafata pamantului), asigurand o incidenta perpendiculara a razelor solare.

Dacă este posibil, instalați un tracker care urmărește mișcarea soarelui și reglează poziția panourilor.

Planul superior al bateriilor este protejat de sticlă călită rezistentă la șocuri, care poate rezista cu ușurință la impacturile cu grindină sau zăpadă abundentă. Cu toate acestea, este necesar să se monitorizeze integritatea acoperirii, altfel plachetele de siliciu deteriorate (fotocelule) nu vor mai funcționa.

Controlerul îndeplinește mai multe funcții. Pe lângă cea principală - reglarea automată a încărcării bateriei, reglează furnizarea de energie de la panourile solare, protejând astfel bateria de descărcarea completă.

Când este complet încărcat, controlerul deconectează automat bateria de la sistem. Dispozitivele moderne sunt echipate cu un panou de control cu ​​un afișaj care arată tensiunea bateriei.

Pentru sisteme solare de casă cea mai buna alegere sunt baterii cu gel, caracterizate printr-o perioadă de funcționare neîntreruptă de 10-12 ani. După 10 ani de funcționare, capacitatea acestora scade cu aproximativ 15-25%. Acestea sunt dispozitive fără întreținere și absolut sigure, care nu emit substanțe nocive.

Pe timp de iarnă sau vreme înnorată, panourile continuă să funcționeze (dacă sunt curățate în mod regulat de zăpadă), dar producția de energie este redusă de 5-10 ori

Merită să știți că centralele electrice de uz casnic sunt capabile să întrețină un frigider care funcționează constant, o pompă submersibilă care funcționează periodic, un televizor și un sistem de iluminat. Pentru a furniza energie pentru funcționarea unui cazan sau chiar a unui cuptor cu microunde, vor fi necesare echipamente mai puternice și foarte scumpe.

Cea mai simplă diagramă a unei centrale solare, inclusiv cea principală elemente constitutive. Fiecare dintre ele își îndeplinește propria funcție, fără de care funcționarea SES este imposibilă

Există și altele, mai complexe, dar această soluție este universală și cea mai populară în viața de zi cu zi.

Etape pentru conectarea bateriilor la echipamentele centralei solare

Conexiunea are loc în etape, de obicei în următoarea ordine: mai întâi, controlerul este conectat la baterie, apoi controlerul este conectat la panourile solare, apoi bateria este conectată la invertor și, în sfârșit, cablarea se face către consumatori. .

Pasul #1: Conectarea la baterie

Bateriile ocupă un loc clar definit în rețea. Acestea nu sunt conectate direct la panourile solare, ci printr-un controler care regleaza incarcarea/descarcarea acestora. Pe de altă parte, acumulatorul este conectat la un invertor care convertește curentul.

Astfel, schema de conectare la baterie arată astfel:

• Conectam bateria/controlerul (apoi controlerul/panourile solare);
• conectați bateria și invertorul.

Sunt posibile și alte opțiuni de conectare, dar aceasta este optimă, deoarece economisește energie necheltuită și, dacă este necesar, o transferă consumatorilor.

Există două opțiuni pentru achiziționarea bateriilor: ca parte a unei centrale solare care este complet gata de instalare sau separat, conform parametrilor specificați. Un kit chinezesc ieftin nu costă mai mult de 2000 de ruble

Dacă o baterie nu este suficientă, cumpărați mai multe baterii cu aceleași caracteristici. Sunt instalate într-un singur loc și conectate în serie.

Pentru ușurință în utilizare și întreținere, blocurile sunt instalate pe un suport metalic cu un strat de polimer.

Să ne uităm la modul în care bateria este conectată la controler și invertor.

Galerie de imagini

Următorul pas este conectarea controlerului la panourile solare și a acumulatorului la invertor.

Pasul #2: conectarea la controler

Să luăm în considerare o opțiune pe care proprietarii o folosesc adesea în practică case de tara. Ei comandă echipamente ieftine fabricate în China pe unul dintre site-urile de internet.

Un controler de buget cu un număr minim de setări, echipat cu trei perechi de terminale, capabil să deservească un pachet de baterii solare de 150 W. Cost - 1300 de ruble

Conexiunea are loc în următoarea ordine:

• Mai întâi, un pachet de baterii este conectat la controler. Acest lucru se face în mod intenționat pentru a verifica modul în care dispozitivul va detecta tensiunea nominală a rețelei (valori standard - 12 V, 24 V). Când conectați la baterie, utilizați prima pereche de terminale.
• Apoi panourile solare sunt conectate direct, folosind firele furnizate împreună cu acestea, iar controlerul are o a doua pereche de terminale.
• În cele din urmă, sunt instalate echipamente de iluminat nocturn. I – exact pentru asta este cea de-a treia pereche de terminale. În afară de iluminatul de joasă tensiune, care funcționează numai după întuneric și este alimentat de o baterie, alte echipamente nu pot fi folosite.

Pentru orice tip de conexiune, trebuie să vă asigurați de polaritate.

Nerespectarea polarității duce la defectarea instantanee a controlerului, precum și la defecțiunea pieselor panoului solar.

După conectarea controlerului la baterie și panouri, conectăm invertorul și, dacă este necesar, dispozitivele de iluminat de joasă tensiune.

Locația de instalare a invertorului în sistemul centralei solare se află între unitatea bateriei și consumatorii de energie, adică electrocasnice, dispozitive de iluminat etc. (+)

Aparatul este achiziționat în același mod ca și restul sistemului solar: ca parte a kitului SES sau separat.

Procedura de conectare a invertorului la baterie:

Galerie de imagini

Scoatem dispozitivul din cutie, îl verificăm pentru integritate și scoatem foliile de protecție. Studiem instrucțiunile pentru a nu face greșeli la conectare

Împreună cu dispozitivul, kit-ul conține neapărat 2 fire cu terminale speciale și „crocodili” pentru conectarea acestuia la baterie.

Cablul special care vine împreună cu invertorul este foarte ușor de instalat: bornele sunt plasate pe contactele dispozitivului și asigurate cu capace cu șuruburi din plastic.

Conectarea la baterie este, de asemenea, foarte simplă: fixăm două cleme speciale pe contactele bateriei, respectând polaritatea - plus la plus, minus la minus

Dacă nu ați instalat anterior centrale solare, vă recomandăm să cumpărați nu dispozitive individuale, ci un sistem complet.

Avantajul unui sistem gata de instalat este că se potrivește cu parametrii echipamentului (baterii selectate corect pentru putere, numărul necesar de panouri solare, un set de fire pentru conectare rapidă).

Este logic ca dispozitivele compatibile ca capacitate, tensiune și putere să fie mult mai eficiente la conversia energiei solare și la furnizarea casei de energie electrică. De fapt, „energie verde” gratuită poate fi utilizată cu sistemele de încălzire

Videoclipul #3. Prezentare generală a uneia dintre opțiunile de instalare la domiciliu:

Utilizarea energiei alternative pentru nevoile umanității este cu adevărat un mare salt tehnologic. Astăzi, fiecare proprietar poate asambla și conecta independent o centrală solară care alimentează casa cu energie electrică. Luând în considerare eficiența costurilor și respectarea mediului, aceasta este o soluție practică și eficientă.

Doriți să ne spuneți despre cum ați asamblat o mică centrală solară? cu propriile mele mâini? Mânca Fapte interesanteși informații utile pe tema articolului? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, să vă împărtășiți impresiile, opiniile și fotografiile tematice.