Какой контроллер выбрать для солнечной батареи стоимость, виды

СОДЕРЖАНИЕ:

Как выбрать контроллер для солнечных батарей? Контроллер для солнечной батареи своими руками

Переход на альтернативные источники энергии продолжается уже довольно много лет, охватывая разные сферы. Несмотря на привлекательность концепции получения бесплатной энергии, на практике ее реализовать непросто. Возникают и технические, и финансовые сложности. Тем не менее в случае небольших по объему проектов альтернативное энергоснабжение себя оправдывает. Например, контроллер для солнечной батареи позволяет использовать бесплатное питание для электроприборов даже в домашних условиях. Данный компонент регулирует работу аккумулятора, позволяя оптимально расходовать генерируемый заряд.

Какие параметры контроллера нужно учитывать?

В первую очередь следует исходить из суммарной мощности и входного напряжения системы, под которую подбирается контроллер. То есть именно мощность батареи или комплекса элементов питания не должна превышать произведения напряжения системы на величину выходного тока управляющего устройства. Причем контроллер для солнечной батареи подбирается из расчета напряжения в разряженном аккумуляторе. К тому же следует предусмотреть и 20-процентный запас для напряжения на случай повышенной солнечной активности.

Также контроллер рассчитывается в показателе соответствия входному напряжению. Эта величина строго регламентируется на те же случаи аномальной активности излучения. На рынке контроллер для солнечной батареи представлен в разных видах, каждый из которых предполагает свою специфику оценки описанных характеристик.

Особенности выбора контроллеров PWM

Выбор данного типа управляющего устройства отличается простым подходом – будущему пользователю нужно определиться только с оптимальными показателями тока короткого замыкания в используемом модуле. Также следует предусматривать некоторый запас. Например, если ток солнечного генератора мощностью 100 Вт стабильно функционирует при показателе тока короткого замыкания в 6,7 А, то контроллер должен располагать номинальным значением тока порядка 7,5 А.

Иногда берется в расчет и ток разряда. Особенно его важно учитывать при эксплуатации контроллеров с функцией управления нагрузкой. В данном случае выбор контроллера для солнечной батареи делается с таким расчетом, чтобы ток разряда не превышал аналогичное номинальное значение в управляющем устройстве.

Особенности выбора контроллеров MPPT

Данный тип контроллеров подбирается по критерию мощности. Так, если максимальный ток устройства составляет 50 А и система оптимально функционирует с напряжением 48 В, то пиковая мощность контроллера составит около 2900 Вт с учетом добавки страхующего потенциала. И здесь важен еще один аспект. Дело в том, что напряжение солнечных генераторов может понижаться в случаях их разряда. Соответственно, и мощность может упасть на существенную долю процента. Но это не значит, что можно делать скидку и на показатели самого контроллера – его мощностный потенциал должен охватывать именно предельные значения.

Кроме того, в вопросе о том, как выбрать контроллер для солнечных батарей типа MPPT, следует учитывать и особенности излучаемой радиации. На поверхности земли интенсивность солнечного света добавляет еще 20% к мощности аккумуляторной инфраструктуры. Такие явления нельзя назвать правилом, но даже как случайность они должны предусматриваться в расчете мощности контроллера.

Как сделать котроллер самостоятельно?

Типовой вариант самодельного контроллера предполагает использование скромного набора элементов. Среди них будет транзистор, выдерживающий ток до 49 А, реле-регулятор от автомобиля, резистор на 120 кОм и диодный элемент. Далее реле подключается к аккумулятору, а затем провод по резистору проходит к затвору транзистора. В процессе работы реле-регулятора плюсовой сигнал должен отпирать затвор, и ток от модуля солнечного света будет проходить через лапки транзистора в аккумулятор.

Если делается универсальный контроллер для солнечной батареи своими руками с расчетом на исключение самопроизвольного потребления накапливаемой энергии, то интеграция в систему диода будет обязательной. В ночное время он создаст для солнечной панели подсветку, исключая дополнительное потребление энергии модулем.

Можно ли обойтись без контроллера для солнечной батареи?

Перед тем как дать ответ на этот вопрос, нужно вспомнить, какова вообще функция контроллера в составе солнечного модуля. С его помощью владелец может автономно управлять процессом заряда аккумуляторного блока за счет энергии света. Если контроллера не будет, то процесс наполнения энергией может происходить вплоть до момента выкипания электролита. То есть совсем без средства управления взаимодействием солнечной панели и аккумулятора обойтись нельзя. Другое дело, что контроллер для солнечной батареи может быть заменен вольтметром. При обнаружении пиковых значений заряда и напряжения пользователь самостоятельно может остановить процесс путем отключения блока АКБ. Такой подход, конечно, неудобен по сравнению с автоматическим контролем, но в случае редкого использования системы и он себя может оправдать.

Заключение

Изготовлением солнечных контроллеров и других комплектующих для подобного рода модулей сегодня занимаются многие компании. Этот сегмент уже не рассматривается обособленным и специфическим. На рынке такие компоненты можно приобрести за 10-15 тыс. рублей, причем хорошего качества. Конечно, самодельный контроллер для солнечной батареи с применением бюджетных резисторов и деталей автомобильной электротехники обойдется в разы дешевле, но он едва ли сможет гарантировать должный уровень надежности. А момент стабильности работы и безопасности особенно важен в эксплуатации солнечных панелей, не говоря об аккумуляторе. В случае успешного оснащения солнечного модуля качественным контроллером владелец сможет рассчитывать на автоматическое накопление электроэнергии без необходимости вмешательства в процесс генерации.

Как выбрать контроллер заряда для солнечных батарей

В 21 веке каждый образованный человек знает о существовании альтернативной добычи полезных ресурсов, солнечных батареях, возможности трансформирования энергии солнца в электрический ток, и выгоде использования. При этом мало кто задумывается, что простого подключения батареи к источнику питания недостаточно для эффективной работы.

Прямое подключение источника альтернативной энергии без использования контроллера заряда обеспечивает питание до фактического значения предельного напряжения, то есть ещё за несколько часов до его полной зарядки. Что в свою очередь непосредственно оказывает негативное влияние на срок эксплуатации и качество работы устройств. Постоянный недозаряд батареи также существенно сокращает срок эксплуатации оборудования.

Использование фотоэлектрических систем без контроллера заряда акб (аккумуляторов) от солнечных батарей является малоэффективным. Такой аппарат может выступать, как в качестве отдельного агрегата, так и устанавливаться в инверторы или блоки бесперебойного питания.

Разновидности контроллера заряда

Для того, чтобы выбор контроллера заряда солнечной батареи был сделан правильно, необходимо изучить все разновидности аппаратов и выбрать наиболее подходящий. В настоящее время большой популярностью пользуются 2 вида, а именно: ШИМ и МРРТ.

Контролер заряда ШИМ

Принцип работы ШИМ контроллера заряда солнечной батареи основан на достижении постоянного напряжения на аккумуляторе. Главными достоинствами аппаратов являются: предотвращение возможности перегрева, повышение способности принятия, автономное регулирование расхода заряда с учётом «возраста» оборудования.

(Широтно-импульсная модуляция -англ. pulse-width modulation (PWM)

МРРТ регулятор заряда

Работа MRRT контролера заряда для солнечных батарей основана на поиске точки максимальной мощности. Простыми словами, это поиск значения напряжения и силы тока, при которых параметры яркости света, нагрева и угла падения лучей будут максимально эффективными. Простая реализация системы накопления ресурсов не в состоянии самостоятельно справиться с поставленной задачей. Поэтому для реализации таковой устанавливаются аппараты контроля типа МРРТ.

Отслеживание точки максимальной мощности — MPPT Maximum power point tracking for low power photovoltaic solar panels

Тонкости выбора контроллера заряда

Среди широкого ассортимента моделей следует остановить свой выбор на том, который наиболее подходит по следующим параметрам:

  • Входному напряжению. Показатели максимально допустимого напряжения должны быть больше значений холостого хода с учётом запаса в 20%. Он необходим для обеспечения работоспособности системы в аномальные дни, которые отличаются от условий паспортных измерений.
  • Суммарной мощности. Показатели суммарной мощности батарей не должны превышать значение произведения выходного тока на напряжение системы с разряженными аккумуляторами, учитывая запас в размере до 20%.
  • Защитой. Зачастую различные модели имеют собственный набор защит, который состоит из показаний от перезарядки, перегрева, наличия коротких замыканий и так далее. Они обеспечивают надёжную, качественную и стабильную работу системы.
  • Интенсивностью солнечной радиации. В самый жаркий день интенсивность радиации может достигать до 1250 Вт/м2, а замер производиться зачастую при показателях на 250 Вт/м2 меньше. Это предполагает на 20-15% увеличение по мощности. Конечно такая ситуация редкость, но её необходимо учитывать.

Какой контроллер заряда купить?

Если рассматривать каждый из видов по отдельности, следует обратить внимания на некоторые нюансы выбора контроллера заряда для солнечных батарей, а именно:

  • Для ШИМ контролеров необходимо внимательно изучить показания тока. Он должен быть больше или совпадать с показаниями тока короткого замыкания, включая запас в 10%.
  • Для регуляторов заряда МРРТ модель выбирается по номинальному показанию мощности, которая рассчитывается исходя из произведения показаний выходного тока и напряжения системы. Результат должен быть равен либо больше сумме мощностей количества используемых батарей в системе.

Учитывая вышеизложенные тонкости выбора прибора, каждый потребитель имеет возможность самостоятельно подобрать наиболее подходящую модель для имеющейся экологически чистой системы добычи электрической энергии.

Выбираем контроллер для солнечной батареи правильно

Рассматривая современные гелиосистемы невозможно не уделить внимание тем из них, которые отличаются повышенной автономностью и не требуют подключения к электросети. Это значит, что оборудование работает в замкнутом цикле. Иллюстрацией работы подобных гелиосистем выступает энергоснабжение частного дома. Для создания цепи потребуется использовать солнечные панели, а также контроллер, инвертор, акб и соединительный кабель.

Уже на этом простом примере видно, что контроллер, который потребуется для работы солнечных батарей, будет выступать основным компонентом системы. Представленная статья рассмотрит особенности этого устройства и уделить внимание разновидностям агрегата.

Задачи, которые исполняет солнечный контроллер

Изделие выступает электронным устройством, действие которого основано на работе чипа, гарантирующего контроль над системой, а также управляющего аккумулятором. Процессы, которые регулируются контроллером, позволяют снизить риск полной разрядки батареи, а также накопление избыточного заряда. Когда акб заполняется до максимального уровня, то контроллер заряда для солнечных батарей снижает уровень тока фотоэлементов.

Результатом выполнения подобной задачи становится подача тока, который призван компенсировать саморазряд. Если же наблюдается обратная ситуация и батарея разряжена, то с помощью устройства будет отключена нагрузка, подававшаяся на него.

Чтобы обобщить те задачи, которые призван решить контроллер, можно указать следующие функции:

  • Обеспечение многостадийного заряда акб;
  • Отключение заряда или нагрузки при максимальном уровне заряда или разряда;
  • Подача тока от солнечных панелей для накопления заряда аккумуляторной батареей.

Разновидности контроллеров

Производители сегодня предлагают большой выбор оборудования, поэтому подобрать устройство можно для решения любых задач. Так контроллеры заряда батареи On/Off для восполнения емкости акб являются самыми простыми среди всех моделей данного класса. Такие агрегаты применяют с целью остановить заряд батареи, когда он будет приближаться к максимальному показателю. Выполнение подобной функции обеспечивает предотвращение возможного перегрева или накопление избыточного заряда. Но так как устройства решали только ограниченные задачи, то производители разработали более совершенные контроллеры.

Контроллеры PWM

Так появился PWM контроллер, работа которого основывается на широтно-импульсной модуляции тока. Принцип действия устройства базируется на том, чтобы снизить значение заряжающего тока, когда тот будет находиться на придельных значениях напряжения. Благодаря такому подходу заряд выполняется 100-процентно. Переход на использование данного контроллера позволил обеспечить прирост эффективности для солнечных батарей в 30%.

На рынке также можно видеть и модели устройств, благодаря которым настройка тока зависит также от температуры ОС. Подобный эффект оказывает положительное воздействие на сохранность устройства, снижая его нагрев. Это в результате приводит к лучшему приему заряда. Процесс накопления емкости становится более регулируемым. Устройства данного типа рекомендуется применять в том случае, когда солнечная активность очень высокая. Не редко они встречаются в небольших гелиосистемах, в которых мощность не превышает 2 кВт. Поэтому и устанавливают их на батареи со средней емкостью.

Регуляторы типа MPPT

Другой вариант устройства представляет собой MPPT контроллер, конструкция которого отличается своей высокой технологичностью. С его помощью удается сделать работу гелиосистем более производительной. Работа агрегата предполагает обеспечение генерации тока при использовании различных батарей. Принцип действия подобных моделей контроллеров основан на том, чтобы определить максимальное значение емкости. Для этого чип регулярно мониторит напряжение в системе. Собранные данные обеспечивают для микропроцессора возможность подсчитать оптимальное соотношение показателей, позволяющих достичь лучших значений выработки. Подстройка напряжения происходит с учетом этапа заряда акб.

Устройства дают возможность снять напряжение с модулей, если оно отличает высокими значениями, после чего происходит его преобразование в оптимальное для работы. Если оценивать производительность оборудования, то MPPT превосходит PWM контроллер заряда солнечных батарей примерно на 20-35 процентов. К достоинствам агрегата стоит отнести также работу в условиях затененности панелей. В процессе сборки гелиосистемы возможно воспользоваться проводами с небольшим сечением.

Принцип работы контроллера

Когда интенсивность солнечных лучей снижается, то фотоэлементы переходят в спящий режим. Включение контроллера происходит только в том случае, когда энергия от солнца превышает напряжение в 10 В. При достижении указанного показателя устройство включается при помощи диода Шоттки, чтобы возобновить подачу тока на акб. Процедура возобновления заряда будет продолжена до того момента, пока напряжение не превысит 14 В в электрическом эквиваленте. В этот момент контроллер прекратит восполнение заряда солнечной батареи, а процесс будет возобновлен только после падения напряжения до необходимой величины. Время, требуемое устройству для подобной операции, составляет в пределах 3 секунд.

Как сделать контроллер самостоятельно?

Если человек обладает познаниями в области электротехники, а также умеет работать паяльником, то создать контроллер своими руками будет не сложно. Для изготовления устройства используется схема типа «On/Off». Такой контроллер обеспечивает отправку импульса, формируемого с помощью электронных компонентов. Транзисторы, включенные в схему, обеспечивают контроль в процессе ее работы, а резисторы отвечают за регулировку параметров при переходе между рабочими режимами. Микросхема выступает в качестве усилителя, а также регулятора характеристик.

Схему не сложно повторить в домашних условиях. При желании она может быть расширена и доработана, чтобы повысить производительность и надежность гелиосистемы. Но специалисты не рекомендуют пользоваться устройствами, созданными собственными руками. Это позволит избежать возможных негативных последствий, включая выход из строя аккумулятора.

Подключения контроллера PWM или MPPT

Монтаж PWM-устройства не составляет проблем, если выполнять все задачи с соблюдением установленных требований. Так при подключении периферийных устройств всегда учитывают обозначения, которые наносятся на контактные клеммы. Процедура установки контроллера выглядит следующим образом:

  • Подключить провода акб на клеммах устройства, учитывая заданную полярность;
  • В точке контакта на положительной клемме подключается защитный предохранитель;
  • Контакты устройства, предназначенные для панелей, дополнить проводниками, исходящими от солнечной батареи;
  • Подключить на нагрузку устройства контрольную лампу (в большинстве случаев это 12/24В).

Перед тем, как заняться установкой контроллера MPPT, следует удостовериться в том, что напряжение на клеммах ниже того, которое используется для подачи на вход устройства. После этого можно приступать к непосредственному монтажу:

  • Отключить панель и перевести батарею в позицию «отключено»;
  • Изъять предохранители с солнечной панели и акб;
  • Подключить с помощью кабеля выходы панели на клеммах устройства, учитывая знаки указанных обозначений;
  • Установить заземление;
  • Подключить датчик температуры в соответствии с инструкцией.

Рекомендации при покупке контроллера

Многие задаются вопросом о том, как выбрать контроллер, чтобы добиться оптимального заряда для солнечной батареи? Для заданной цели потребуется определиться с теми функциями, которые устройство должно выполнять. Контроллер должен следить за зарядом батареи, а также отключать питание при полном заряде. Эти задачи должны выполняться в автоматическом режиме.

Устройство отвечает за подключение нагрузки после восстановления зарядки. Включение солнечных панелей должно выполнять в автоматическом режиме. Когда параметры будут определены, то можно переходить к определению ключевых параметров оборудования, которыми являются:

  • Номинальный ток;
  • Напряжение на входе.

В первом случае характеристика отражает количественный показатель, который должен превышать показатель токов КЗ на 10%. Такое значение справедливо для устройства PWM. MPPT изделие выбирают так, чтобы мощность превышала произведение выходного тока на напряжение гелиосистемы.

Чтобы обеспечить запас по мощности, нужно также прибавить 20% от полученного результата. Это требуется для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу в моменты высокой активности солнца.

Производители также используют для устройств различные защитные элементы, наличие которых позволяет обеспечить работу при любом режиме. Подобные компоненты не оказывают влияния на основные рабочие показатели, но их наличие будет оказывать только положительный эффект на работу любой модели.

Современные модели контроллеров оснащены разнообразными защитными механизмами и возможностью работы в разных режимах. Наличие подобных элементов в конструкции того или иного прибора не влияет на основные параметры при его выборе, но дополнительно стимулирует приобретение той или иной модели.

Можно ли обойтись без контроллера?

Современная солнечная батарея позволяет накапливать энергию, вырабатываемую солнцем. Подобная гелиосистема отличается своей сложностью, поэтому возникает вопрос о том, сможет ли она функционировать без контроллера заряда?

Разобраться в вопросе довольно просто. Достаточно учесть, что отсутствие устройства может стать причиной кипения электролита в батарее, что приводит к незамедлительной деформации. Покупателю не сложно подсчитать, что замена батареи обойдется дороже, чем установка контроллера. Поэтому специалисты даже не рассматривают возможность использовать гелиосистему без устройства.

Контроллер заряда солнечной батареи: схема, принцип работы, способы подключения

Солнечная энергетика пока что ограничивается (на бытовом уровне) созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллер заряда солнечной батареи.

Действительно, в схему установки фотосинтеза солнечного света входит аккумуляторная батарея – накопитель энергии, получаемой от солнечной панели. Именно этот вторичный источник энергии обслуживается в первую очередь контроллером.

В представленной нами статье разберемся в устройстве и принципах работы этого прибора, а также рассмотрим способы его подключения.

Контроллеры для солнечных батарей

Электронный модуль, называемый контроллером для солнечной батареи, предназначен выполнять целый ряд контрольных функций в процессе заряда/разряда аккумулятора солнечной батареи.

Когда на поверхность солнечной панели, установленной, к примеру, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электрический ток.

Полученная энергия, по сути, могла бы подаваться непосредственно на аккумулятор-накопитель. Однако процесс зарядки/разрядки АКБ имеет свои тонкости (определённые уровни токов и напряжений). Если пренебречь этими тонкостями, АКБ за короткий срок эксплуатации попросту выйдет из строя.

Чтобы не иметь таких грустных последствий, предназначен модуль, именуемый контроллером заряда для солнечной батареи.

Помимо контроля уровня заряда аккумулятора, модуль также отслеживает потребление энергии. В зависимости от степени разряда, схемой контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи регулируется и устанавливается уровень тока, необходимый для начального и последующего заряда.

В общем, если говорить простым языком, модуль обеспечивает беззаботную «жизнь» для АКБ, что периодически накапливает и отдаёт энергию устройствам-потребителям.

Применяемые на практике виды

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

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

Первый вид контроллера для солнечной батареи можно назвать «старичком». Такие схемы разрабатывались и внедрялись в эксплуатацию ещё на заре становления солнечной и ветряной энергетики.

Принцип работы схемы PWM контроллера основан на алгоритмах широтно-импульсной модуляции. Функциональность таких аппаратов несколько уступает более совершенным устройствам серии MPPT, но в целом работают они тоже вполне эффективно.

Конструкции, где применяется технология Maximum Power Point Tracking (отслеживание максимальной границы мощности), отличаются современным подходом к схемотехническим решениям, обеспечивают большую функциональность.

Но если сравнивать оба вида контроллера и, тем более, с уклоном в сторону бытовой сферы, MPPT устройства выглядят не в том радужном свете, в котором их традиционно рекламируют.

Каждый электрик должен знать:  Мигание энергосберегающих и светодиодных ламп из-за подсветки выключателя - как это исправить

Контроллер типа MPPT:

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

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

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

Структурные схемы контроллеров

Принципиальные схемы контроллеров PWM и MPPT для рассмотрения их обывательским взглядом – это слишком сложный момент, сопряжённый с тонким пониманием электроники. Поэтому логично рассмотреть лишь структурные схемы. Такой подход понятен широкому кругу лиц.

Вариант #1 – устройства PWM

Напряжение от солнечной панели по двум проводникам (плюсовой и минусовой) приходит на стабилизирующий элемент и разделительную резистивную цепочку. За счёт этого куска схемы получают выравнивание потенциалов входного напряжения и в какой-то степени организуют защиту входа контроллера от превышения границы напряжения входа.

Здесь следует подчеркнуть: каждая отдельно взятая модель аппарата имеет конкретную границу по напряжению входа (указано в документации).

Далее напряжение и ток ограничиваются до необходимой величины силовыми транзисторами. Эти компоненты схемы, в свою очередь, управляются чипом контроллера через микросхему драйвера. В результате на выходе пары силовых транзисторов устанавливается нормальное значение напряжения и тока для аккумулятора.

Также в схеме присутствует датчик температуры и драйвер, управляющий силовым транзистором, которым регулируется мощность нагрузки (защита от глубокой разрядки АКБ). Датчиком температуры контролируется состояние нагрева важных элементов контроллера PWM.

Обычно уровень температуры внутри корпуса или на радиаторах силовых транзисторов. Если температура выходит за границы установленной в настройках, прибор отключает все линии активного питания.

Вариант #2 – приборы MPPT

Сложность схемы в данном случае обусловлена её дополнением целым рядом элементов, которые выстраивают необходимый алгоритм контроля более тщательно, исходя из условий работы.

Уровни напряжения и тока отслеживаются и сравниваются схемами компараторов, а по результатам сравнения определяется максимум мощности по выходу.

Главное отличие этого вида контроллеров от приборов PWM в том, что они способны подстраивать энергетический солнечный модуль на максимум мощности независимо от погодных условий.

Схемой таких устройств реализуются несколько методов контроля:

  • возмущения и наблюдения;
  • возрастающей проводимости;
  • токовой развёртки;
  • постоянного напряжения.

А в конечном отрезке общего действия применяется ещё алгоритм сравнения всех этих методов.

Способы подключения контроллеров

Рассматривая тему подключений, сразу нужно отметить: для установки каждого отдельно взятого аппарата характерной чертой является работа с конкретной серией солнечных панелей.

Так, например, если используется контроллер, рассчитанный на максимум входного напряжения 100 вольт, серия солнечных панелей должна выдавать на выходе напряжение не больше этого значения.

Прежде чем подключать аппарат, необходимо определиться с местом его физической установки. Согласно правилам, местом установки следует выбирать сухие, хорошо проветриваемые помещения. Исключается присутствие рядом с устройством легковоспламеняющихся материалов.

Недопустимо наличие в непосредственной близости от прибора источников вибраций, тепла и влажности. Место установки необходимо защитить от попадания атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Техника подключения моделей PWM

Практически все производители PWM-контроллеров требуют соблюдать точную последовательность подключения приборов.

Подключать периферийные устройства нужно в полном соответствии с обозначениями контактных клемм:

  1. Соединить провода АКБ на клеммах прибора для аккумулятора в соответствии с указанной полярностью.
  2. Непосредственно в точке контакта положительного провода включить защитный предохранитель.
  3. На контактах контроллера, предназначенных для солнечной панели, закрепить проводники, выходящие от солнечной батареи панелей. Соблюдать полярность.
  4. Подключить к выводам нагрузки прибора контрольную лампу соответствующего напряжения (обычно 12/24В).

Указанная последовательность не должна нарушаться. К примеру, подключать солнечные панели в первую очередь при неподключенном аккумуляторе категорически запрещается. Такими действиями пользователь рискует «сжечь» прибор. В этом материале более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором.

Также для контроллеров серии PWM недопустимо подключение инвертора напряжения на клеммы нагрузки контроллера. Инвертор следует соединять непосредственно с клеммами АКБ.

Порядок подключения приборов MPPT

Общие требования по физической инсталляции для этого вида аппаратов не отличаются от предыдущих систем. Но технологическая установка зачастую несколько иная, так как контроллеры MPPT зачастую рассматриваются аппаратами более мощными.

Например, для мощных систем эти требования дополняются тем, что производители рекомендуют брать кабель для линий силовых подключений, рассчитанный на плотность тока не менее чем 4 А/мм 2 . То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм 2 .

Соединительные кабели обязательно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми специальным инструментом. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора необходимо оснастить переходниками с предохранителями и выключателями.

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

Перед подключением солнечных панелей к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует или меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

Подключение периферии к аппарату MTTP:

  1. Выключатели панели и аккумулятора перевести в положение «отключено».
  2. Извлечь защитные предохранители на панели и аккумуляторе.
  3. Соединить кабелем клеммы аккумулятора с клеммами контроллера для АКБ.
  4. Подключить кабелем выводы солнечной панели с клеммами контроллера, обозначенными соответствующим знаком.
  5. Соединить кабелем клемму заземления с шиной «земли».
  6. Установить температурный датчик на контроллере согласно инструкции.

После этих действий необходимо вставить на место ранее извлечённый предохранитель АКБ и перевести выключатель в положение «включено». На экране контроллера появится сигнал обнаружения аккумулятора.

Далее, после непродолжительной паузы (1-2 мин), поставить на место ранее извлечённый предохранитель солнечной панели и перевести выключатель панели в положение «включено».

Экран прибора покажет значение напряжения солнечной панели. Этот момент свидетельствует об успешном запуске энергетической солнечной установки в работу.

Выводы и полезное видео по теме

Промышленностью выпускаются устройства многоплановые с точки зрения схемных решений. Поэтому однозначных рекомендаций относительно подключения всех без исключения установок дать невозможно.

Однако главный принцип для любых типов приборов остаётся единым: без подключения АКБ на шины контроллера соединение с фотоэлектрическими панелями недопустимо. Аналогичные требования предъявляются и для включения в схему инвертора напряжения. Его следует рассматривать как отдельный модуль, подключаемый на АКБ прямым контактом.

Если у вас есть необходимый опыт или знания, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос по теме статьи.

Обзор солнечной панели мощностью 30 Вт и бюджетного контроллера CMTP02

На mySKU иногда проскакивают обзоры солнечных панелей. Я решил тоже приобщиться к «зелёной» энергии. Перечитал стопку разных материалов по солнечным панелям и контроллерам. Экспертом не стал, но знаний набрал небольшой мешок. Частичкой знаний я с вами сегодня поделюсь.

Для реализации автономного освещения в бане на даче и знакомства выбрал небольшую панель с номинальной выходной мощностью 30 Вт и напряжением 12 В, и простой популярный контроллер для заряда свинцово-кислотного аккумулятора CMTP02.

Планируемая схема подключения:

Солнечная панель пришла неожиданно быстро. Позвонил курьер, которого я не ожидал. Из-за большого веса магазин Banggood отправил панель через EMS, а вот контроллер обычной почтой шёл стандартные три с половиной недели.

Панель была упакована хорошо, но самое уязвимое место — углы алюминиевого профиля. Ничего страшного, но на будущее надо просить продавца дополнительно защитить углы в упаковке.

Панель достаточно большая. Реальные размер 650x350x25 мм, вес 2,5 кг.

Фотоэлементы находятся между толстым листом прозрачного пластика и тонким листом белого пластика. Сэндвич вставлен в алюминиевый профиль и обработан герметиком. Алюминиевый профиль покрыт транспортировочной плёнкой. Степень защиты нигде не указана. Лицевой пластик по ощущениям прочный. Как он выдержит град, я не знаю.

На обратной стороне панели находится защитный кожух / короб для соединения. Из него выходит провод.

Провод длинный — 4,5 метра, 2 x 0,75 мм.

На концах провода «крокодилы». Конечно, при финальном монтаже крокодилы и большую часть проводу нужно будет отрезать, но для теста пригодятся.

Внутри короба шунтирующий диод. Он нужен только для последовательного соединения нескольких панелей (чтобы при уходе в тень одной из панелей вся система продолжала работать), для одной панели он роли никакой не играет.

Наклейка со спецификациями:

Производитель не указан. Спецификации:

Как можете видеть, солнечная панель выдаёт максимальное напряжение 21 В без нагрузки (в реальности по замерам 22 В), а не 12 В, как заявлено. Пугаться не нужно. Это нормально, обычно указывается рабочее напряжение системы, для которой предназначена солнечная панель, а это 12 В (на самом деле это формальность, в реальности всё зависит от контроллера заряда). Например, солнечные панели для систем 24 В могут иметь напряжение до 45 В.

Чтобы параметры панели стали более понятными, посмотрите на график (он относится к панели 230 Вт, 24 В):

Горизонтальная ось — напряжение, вертикальные оси — сила тока и мощность. Посмотрите, как меняется сила тока панели (красный график). При увеличении силы тока напряжение панели снижается. А теперь посмотрите график мощности (синий, IxU). Как вы можете видеть, максимальная мощность достигается в определённой точке. Эта точка называется точкой максимальной мощности панели — maximum power point, характеризуется значениями Vmp и Imp. Во время работы, в основном из-за изменения температуры фотоэлементов, эта точка может смещаться.

Панель из обзора имеет Vmp = 18 В и Imp = 1,67 А. Именно в этой точке достигается мощность 30 Вт (в самых идеальных условиях). Если вы будете нагружать панель больше, сила тока будет незначительно расти, а напряжение и выходная мощность падать. Если вы будете нагружать панель меньше, то сила тока будет падать, напряжение расти, а мощность опять падать. Т.е. эффективность панели при смещении от точки максимальной мощности снижается. Чуть позже я ещё вернусь к точке максимальной мощности.

Контроллер CMTP02 поставляется в небольшой коробке.

Внутри сам контроллер и краткая инструкция.

Контроллер рассчитан на ток до 15 А. Т.е. отдаёт на аккумулятор и в нагрузку ток до 15 А. Это «китайские» 15 А. В реальности, конечно, меньше. У меня панель с максимальной силой тока 1,75 А — можно вообще не беспокоиться. Контроллер может работать с аккумуляторами 12 В и 24 В.

Откручиваем 4 винта и снимаем металлическую крышку. На нижней стороне платы три MOSFET транзистора со стёртой маркировкой. На транзисторы надета изоляция. Может она играет роль термоподложки для отвода тепла на металлическую крышку, но материал твёрдый и к крышке прилегает плотно лишь один транзистор. Если планируете использовать контроллер с силой тока больше 5 А, лучше заменить эту изоляцию на силиконовую термоподложку (100x100x3 мм стоит пару долларов).

На обратной стороне платы операционный усилитель LM358 и контроллер STM8S003F3, и множество SMD компонентов в обвязке.

На рынке присутствует много разновидностей подобного контроллера с дополнительным функционалом. На плате есть место для разводки USB выхода (5 В), стабилизированное напряжение 12 В и пр.

Данный PWM/ШИМ контроллер самый простой, без возможности какой-либо настройки. Нужно только подключить аккумулятор, солнечную панель и нагрузку. Важно соблюдать последовательность подключения. Аккумулятор > солнечная панель > нагрузка. Отключение в обратном порядке. Без аккумулятора контроллер не работает.

Хоть в инструкции и указано, что контроллер может работать с GEL аккумуляторами, но лучше этого не делать, т.к. именно у этого контроллера нет выбора типа аккумулятора, а значит напряжение одинаково для всех типов аккумуляторов. Для GEL оно обычно должно быть ниже.

Рынок контроллеров зарядки от солнечных панелей формально можно разделить на два типа. MPPT и не MPPT (их ещё иногда называют PWM/ШИМ). MPPT — maximum power point tracking, отслеживание точки максимальной мощности. Помните, я писал про точку максимальной мощности? Так вот, MPPT контроллер отслеживает (есть разные алгоритмы) точку максимальной мощности и на входе старается держать напряжение на уровне, который соответствует этой точке, до следующего замера. Многие MTTP контроллеры без проблем могут работать с высоким напряжением (например, последовательно соединённые панели с напряжением 90 В для малых потерь из-за сопротивления проводов), а на выходе заряжать обычные 12 В аккумуляторы.

PWM контроллер не следит за точкой максимальной мощности. Например, на этапе bulk charge (CC — постоянная сила тока) напряжение солнечной панели уравнивается с напряжением батареи и последовательно растёт на этом этапе. Давайте посмотрим ещё на один график.

Обратите внимание на серую зону и чёрный график выходной мощности солнечной панели — это выходная мощность при использовании PWM контроллера, а точка Pmpp — выходная мощность при использовании MTTP контроллера.

MPPT контроллеры стоят дороже и являются более эффективными. Но существенный выигрыш получается лишь при использовании мощных панелей. Нужно ещё знать, что многие дешевые китайские контроллеры, на которых написано MPPT, на самом деле таковыми не являются.

Вернёмся к CMTP02. Для его первичного теста я буду использовать: AGM аккумулятор, тестер EBD-USB для создания нагрузки, простой USB-тестер с поддержкой высоких напряжений

Индикатор Solar (солнечная панель) горит, когда есть напряжение от солнечной панели. Мигает, когда напряжение превышает норму для данного контроллера (более 45 В). Контроллер имеет защиту от обратного тока — от аккумулятора к солнечной панели.

Индикатор Load (нагрузка) горит, когда нет никаких проблем. Не горит, если напряжение аккумулятора ниже 11,2 В — в этом случае в нагрузку ток не идёт. Быстро мигает при коротком замыкании.

Пока хватает мощности солнечной панели для питания нагрузки, батарея заряжается. Т.е. ток идёт и на батарею, и в нагрузку. Как только мощность нагрузки начинает превышать выходную мощность солнечной панели, зарядка аккумулятора прекращается, и недостача тока компенсируется от аккумулятора. Весь процесс работает как часы. Как только солнечная панель перестаёт вырабатывать энергию (например, солнечный день закончился), нагрузка питается только от аккумулятора.

Как я уже написал, контроллер самый простой, но свою задачу выполняет. На рынке присутствует множество моделей контроллеров под любые задачи, мощности и кошелёк.

Если у вас стоит простая задача, например, вы хотите фонтан на даче, который работает только днём, то нет ничего проще. На рынке доступны вот такие интересные преобразователи с ручной настройкой напряжения максимальной мощности:

Стоят такие устройства от 6$. Аккумулятор не нужен, просто подключаете преобразователь напрямую к солнечной панели и помпе. С помощью потенциометра MPP выставляете входное напряжение максимальной мощности, дополнительно на выходе задаёте напряжение для помпы. Просто и эффективно.

Тестирование солнечной панели

Чтобы чётко знать, какое количество энергии будет вырабатывать панель в день, построить дневные графики и пр., есть несколько вариантов. Самый простой и частный — это подключить тестер между контроллером и разряженным аккумулятором. Универсальный — это использовать нагрузку, которая поддерживает режим Constant Voltage. Суть этой нагрузки в следующем — вы задаёте напряжение, и нагрузка начинает увеличивать силу тока до тех пор, пока напряжение не стабилизируется на заданном значении. Как только напряжение начинает проседать или повышаться, нагрузка мгновенно уменьшает или увеличивает ток потребления. Так образом источник энергии, солнечная панель, выдаёт всё, что может в конкретный момент времени при заданном напряжении.

Решил использовать нагрузку с режимом CV, которая будет подключаться напрямую к панели.

Проблема в том, что такой режим востребован очень редко, в электронных нагрузках не всегда есть. Поспрашивал у знакомых, ни у кого такой не оказалось. Я начал штудировать схемы в сети Интернет. Быстро нашёл простую схему. Не обошлось без помощи друга. Но всё получилось.

В схеме используется операционный усилитель LM358 (U1) и полевой транзистор (N-канал, Q1). В наличие был другой операционный усилитель, для него понадобилось добавить ещё стабилизатор в схему. Готовый продукт имеет не совсем презентабельный вид, но главное — содержит синюю изоленту и полностью пригоден для использования.

С помощью потенциометра можно настраивать напряжение нагрузки. Т.к. нагрузка сделана из подручных компонентов, то присутствует некоторый перепад напряжения при изменении силы тока. Стенд для тестирования выглядит следующим образом:

Т.к. сила тока небольшая у моей панели, то можно использовать тонкие короткие провода. Для измерения буду использовать тестер EBD-USB в режиме мониторинга. Нагрузка подключена к солнечной панели сквозь EBD-USB, который в свою очередь подключен к компьютеру. Первая ревизия EBD-USB поддерживает измерение напряжения до 13,65 В (работа до 20 В). Мне это на руку, т.к. при подключенном аккумуляторе диапазон напряжения будет 11,2 — 14,6 В. Потенциометром на нагрузке выставлю напряжение чуть больше 12 В.

27 марта, временной отрезок 9.00 — 9.05, безоблачная погода.

Всплески — это я прикрывал солнечную панель, смотрел на изменение графика. За 5 минут работы солнечная панель выдала 1,5 Вт⋅ч. Выходная мощность составляла 19 Вт. При установке напряжения около 18 В, точка максимальной мощности (это я уже смотрел с заменой EBD-USB на обычный USB тестер с поддержкой высокого напряжения), мощность составила 21 Вт. И это только утро в конце марта. Летом при солнце в зените панель вполне может выдать заявленные 30 Вт. Но будем ориентировать на имеющиеся данные. Если грубо прикинуть, что солнце будет светить 5 часов день, то я получу 1,5 x 12 x 5 = 90 Вт⋅ч в день. Летний световой день длиннее, коэффициент «лето/весна» в центральном регионе 1,5. Т.е. летом будет 135 Вт⋅ч. КПД свинцово-кислотного аккумулятора 75%. Запасённая в день энергия составит 100 Вт⋅ч. Аккумулятор (14,5 А⋅ч) полностью зарядится за 2 световых дня. В сарае и в бане я смогу повесить 4 лампы по 7 Вт (со световым потоком 500 Лм, эквивалент 55 Вт). И каждый день/вечер я смогу их использовать до 3 часов одновременно. Меня это устраивает.

Конечно, это грубый приблизительный подсчёт, основанный на кратковременных тестах. Детальное тестирование с замерами и графиками целого дня я буду проводить в мае уже на месте размещения панели.

Пока я экспериментировал с панелью, радиатор нагрузки нагревался очень сильно — как-никак, рассеивала 20 Вт. Для замеров моей панели его вполне хватит, а вот мощнее уже нужно ставить радиатор побольше и активное охлаждение.

Вот ещё один замер. 31 марта, временной отрезок 9.00 — 9.05. Погода пасмурная, на небе дымка и облака. Солнце то выходит, то скрывается.

Выходная мощность составила от 3 Вт до 17 Вт. За 5 минут работы солнечная панель выдала 1 Вт⋅ч. Для такой погоды панель справляется отлично.

Опыты с солнечной панелью мне понравились, я их продолжу. Если у кого-то есть дельные и полезные советы, не стесняйтесь, делитесь ими в комментариях. Думаю, что многим будет интересно.

Рыжий бандит тоже заряжается от солнца:

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

11 лучших солнечных панелей

*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

Альтернативные способы получения электроэнергии все больше интересуют жителей нашей страны. Одним из наиболее перспективных направлений является превращение энергии солнца в электричество. Серьезного прогресса в этом плане удалось добиться ученым благодаря получению полупроводниковых пластин. Сегодня производителей солнечных модулей становится все больше, цены на их продукцию неизменно падают. Наряду с большими стационарными панелями покупателям предлагаются мобильные переносные батареи. Поэтому выбор становится сложнее, найти наиболее эффективный источник тока помогут рекомендации наших экспертов.

Как выбрать солнечную панель

КПД. Одним из главных критериев эффективности преобразования солнечной энергии в электричество является КПД панели. Чем он выше, тем лучше работоспособность модуля. Максимальный КПД (44,7%) демонстрируют разработки немецких ученых, он становится своеобразным маяком для остальных производителей. Для любительского использования подойдет модуль, КПД которого находится в диапазоне 10-20%.

Тип панели. Сегодня все солнечные панели можно разделить на две группы.

  1. Кремниевые батареи являются наиболее популярными, их доля в мире достигает 90%. Они имеют три подвида, которые отличаются КПД и ценой. Самыми доступными считаются поликристаллические панели. Основным элементом является кристалл, полученный охлаждением расплавленного кремния. Материал не самый чистый, его КПД достигает 15%. Монокристаллы представляют собой исключительно чистый кремниевый материал, который отличается высоким КПД (около 20%). Но цена таких панелей высока. Аморфные модули делаются из гидрида кремния (SiH4), их сильная сторона – высокая производительность в условиях ограниченной освещенности (дождь, запыленный воздух, сумерки, туман).
  2. Пленочные модули постепенно завоевывают свои позиции за счет гибкости и удобства применения. Такие модули можно резать ножом, огибать неровные основания, они тоньше и весят меньше. К недостаткам пленочных панелей специалисты относят меньшую мощность, подверженность атмосферному воздействию, высокую цену.

Назначение. Модельный ряд солнечных батарей достаточно широкий. Поэтому отталкиваться при выборе необходимо от назначения панели.

  1. Если ставится цель создания мини-электростанции, то предпочтение отдается мощным стационарным модулям с хорошей защитой от снега, дождя, мороза и т. д.
  2. Для организации освещения в турпоходе или для подпитки аккумуляторов смартфонов и планшетов требуются мобильные панели, удобные в транспортировке. Они доступны по цене, но обладают небольшой мощностью.

Качество изготовления. Каждой солнечной панели присваивается класс, который демонстрирует качество сборки.

  1. Ни одного дефекта не должны иметь модули с обозначением Grade A. Поэтому если продавец на АлиЭкспресс заявляет такой уровень качества, то при обнаружении незначительного дефекта можно открывать спор.
  2. Чаще всего в интернет-магазине АлиЭкспресс продаются солнечные батареи с маркировкой класс В. Это означает, что незначительные дефекты, не влияющие на работоспособность, допускаются.
  3. Если продукция позиционируется как класс С, то она может иметь сколы, неровные края или трещины.
Каждый электрик должен знать:  Основы цифровой обработки сигналов

Мы отобрали в обзор 11 лучших солнечных панелей. Приобрести их можно в российских магазинах или на китайской площадке АлиЭкспресс. При составлении рейтинга учитывалось мнение экспертов и отзывы потребителей.

Рейтинг лучших солнечных панелей

Номинация место наименование товара цена
Лучшие солнечные панели на российском рынке 1 Goal Zero Boulder 100 Briefcase 21 500 ₽
2 Feron PS0303 150W 31 020 ₽
3 Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24В 27 800 ₽
4 AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно 21 785 ₽
5 SilaSolar (Double glass) 360 Вт 17 900 ₽
6 Delta BST 360-24 M 16 900 ₽
Лучшие солнечные панели с АлиЭкспресс 1 DOKIO FFSP-320M 24 178 ₽
2 ECO-WORTHY L02P100-N-2 9 338 ₽
3 BOGUANG 12001 11 228 ₽
4 EPSOLAR BPS 32-100 5 723 ₽
5 DOKIO FFSP-80W 6 422 ₽

Лучшие солнечные панели на российском рынке

На российском рынке появляется все больше привлекательных по цене солнечных панелей. Отечественные производители на равных конкурируют с зарубежными компаниями. Эксперты выбрали несколько перспективных моделей.

Goal Zero Boulder 100 Briefcase

Новинкой в модельном ряду солнечных панелей американской компании Goal Zero является модель Boulder 100 Briefcase. Она представляет собой двухсоставную конструкцию на основе панелей Boulder 50. Соединены между собой элементы с помощью поворотных петель, позволяющих сложить панель пополам. Так как размер источника тока в сложенном виде сопоставим с габаритами дипломата, то его можно брать с собой в поход или на дачу. Производитель предусмотрел как стационарную, так и временную установку. С помощью специальной опоры можно регулировать угол наклона, обеспечивая приборы электроэнергией мощностью до 100 Вт.

Солнечная панель становится победителем нашего рейтинга за монокристаллическую структуру, легкость, компактность и удобство в применении. К минусам можно отнести только высокую цену.

Достоинства

  • легкость и компактность;
  • удобство пользования;
  • влагостойкость;
  • качественное изготовление.

Недостатки

  • высокая цена.

Feron PS0303 150W

Портативная солнечная панель Feron PS0303 создана для зарядки автомобильных АКБ, аккумуляторов ноутбуков и смартфонов, осветительных приборов. Источник тока обеспечивает потребителей электроэнергией с напряжением до 17,6 В и мощностью 150 Вт. Производитель выбрал жесткую складную конструкцию, в рабочем состоянии она имеет длину 1340 мм и ширину 780 мм. Модель оснащена PWM контроллером заряда, в котором есть индикация уровня заряда. Свечение видно на расстоянии 20 м. Эксперты обращают внимание на функцию защиты аккумулятора от перезаряда, перегрузки и КЗ.

Пользователи довольны качеством российской солнечной панели, компактными размерами и небольшим весом (15,1 кг). Потенциальных покупателей волнует отсутствие в продаже контроллеров заряда и аккумуляторов.

Достоинства

  • высокая мощность;
  • складная конструкция;
  • защитные функции;
  • демократичная цена.

Недостатки

  • нет в продаже аккумуляторов и контроллеров.

Sunways ФСМ-200F 200 ватт 24В

Гибкий солнечный модуль Sunways ФСМ-200F относится к премиум сегменту, что говорит о высоком качестве его изготовления. Панель попадает в призовую тройку нашего рейтинга за применение монокристаллических элементов марки Grade A. Они гарантируют длительный срок службы при неизменно высокой производительности. Эксперты выделили несколько преимуществ модели. Это автоматическая пайка монокристаллов, двойной контроль качества, высокий КПД (17,6%). Китайский производитель предусмотрел защиту своего изделия от затопления, контактные коробки залиты специальным герметиком.

Потенциальных покупателей подкупает 10-летняя гарантия производителя, высочайшее качество сборки, легкость (4 кг). Из недостатков отмечается высокая цена и низкая стойкость к механическим повреждениям.

Достоинства

  • гибкость;
  • легкость;
  • высокое качество;
  • 10-летняя гарантия.

Недостатки

  • высокая цена;
  • низкая стойкость к механическим повреждениям.

AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно

Высокоэффективные фотоэлектрические панели AXI-Premium 290 Вт 24 В Моно состоят из 60 монокристаллических элементов. Источник тока имеет класс качества Grade A, что и позволило ему попасть в наш рейтинг. Эксперты по достоинству оценили большой гарантийный срок (12 лет) немецкого производителя, высокий КПД модуля (17,83%). Лицевая сторона сделана из закаленного мелкорифленного стекла толщиной 3,2 мм. С обратной стороны наклеена композитная пленка. Алюминиевая рамка обеспечивает надежность конструкции.

Пользователи в отзывах лестно высказываются по поводу высокого качества соединительных разъемов, распределительной коробки и влагозащищенности. К недостаткам можно отнести большой вес (18 кг), из-за чего ограничивается сфера применения.

Достоинства

  • большой гарантийный срок;
  • немецкое качество;
  • 12-летняя гарантия;
  • надежная алюминиевая рамка.

Недостатки

  • большой вес;
  • высокая цена.

SilaSolar (Double glass) 360 Вт

Для обеспечения автономного энергоснабжения частного дома подойдет панель SilaSolar (Double glass) 360 Вт. Она сделана из монокристаллических элементов, которые расположены между листами закаленного стекла. Благодаря такой конструкции солнечный свет беспрепятственно попадает внутрь здания. Эксперты увидели в образце ряд преимуществ, например, панель не требует заземления, в ней нет металлических рамок. Модуль попадает в наш рейтинг и за высокий КПД (20%). Китайский производитель подтверждает высокое качество (Grade A) 10-летней гарантией.

Многих потенциальных покупателей привлекают технические параметры и ценовая доступность солнечного модуля. Сдерживает их пыл большой вес панели (28 кг) и сложность подбора аккумуляторов, контроллеров и инверторов.

Достоинства

  • прозрачная конструкция;
  • высокий КПД;
  • демократичная цена;
  • гарантия 10 лет.

Недостатки

  • большой вес;
  • сложно купить дополнительное оборудование.

Delta BST 360-24 M

По самой доступной цене реализуется на отечественном рынке солнечная панель Delta BST 360-24 M. Эксперты объясняют низкую стоимость применением передовых технологий на производстве. Один модуль состоит из 36 моно- и поликристаллических фотоэлементов. Производитель рекомендует использовать источник тока для обеспечения электроэнергией оборудования с рабочим напряжением 250-750 В. Заявленный КПД фотоэлектрического модуля достигает 18,65%. Благодаря применению качественных материалов и инновационных технологий получился модуль, отвечающий требованиям класса качества Grade А. Китайский производитель дает гарантию 10 лет.

Панель попадает в наш рейтинг за хорошие технические параметры. Подняться выше модулю не удалось из-за недолговечных фотоэлементов и большого веса (23 кг).

Достоинства

  • низкая цена;
  • качественная сборка;
  • высокий КПД;
  • устойчивость к нагрузкам.

Недостатки

  • большой вес;
  • недолговечные кристаллы.

Лучшие солнечные панели с АлиЭкспресс

Самые вкусные цены на солнечные панели предлагают китайские производители, используя для продажи площадку АлиЭкспресс. Среди большого количества моделей можно найти действительно качественные модули. Специалисты проанализировали ассортимент солнечных панелей в популярном интернет-магазине, выбрав несколько интересных изделий.

DOKIO FFSP-320M (ru.aliexpress.com/item/Dokio-300-18-Hiqh/32878736954.html)

Гибкая складная панель DOKIO FFSP-320M предназначена для обеспечения электроэнергией приборов вдали от цивилизации. Ее мощность достигает 300 Вт, а максимальный показатель напряжения составляет 18 В. Модуль состоит из четырех частей, в развернутом положении он имеет длину 2000 мм при ширине 500 мм. Учитывая небольшой вес (7,1 кг), проблем с транспортировкой панели не будет. Качество китайской разработки подтверждено Европейским сертификатом. Эксперты отмечают монокристаллические фотоэлементы, надежно соединенные друг с другом, а также алюминиевую рамку, придающие конструкции прочность. Модель становится победителем нашего рейтинга.

Пока реальных покупателей солнечной панели не так уж много. Нареканий к качеству продукта нет, только не всем сразу понятны указанные в описании размеры.

Достоинства

  • качественное изготовление;
  • монокристаллические фотоэлементы;
  • компактные размеры;
  • небольшой вес.

Недостатки

  • высокая цена.

ECO-WORTHY L02P100-N-2

Солнечный модуль ECO-WORTHY L02P100-N-2 представляет собой двухсоставную конструкцию мощностью 200 Вт. Габаритные размеры одной панели составляют 975х665 мм. За превращение солнечного света в электричество отвечают поликристаллические фотоэлементы. Они могут работать в широком диапазоне температур (-40. +80°С). Эксперты отмечают эффективность модели при низкой освещенности, надежную конструкцию с алюминиевым обрамлением. Производитель комплектует свое изделие удлинителем и дополнительной парой разъемов MC4 для подключения. Панель занимает второе место в нашем рейтинге, уступая победителю в производительности.

Реальных покупателей солнечного модуля на АлиЭкспресс пока мало, но товар может похвастаться средним рейтингом в 5 звезд.

Достоинства

  • компактность;
  • широкий рабочий диапазон температур;
  • надежность;
  • эффективность при низкой освещенности.

Недостатки

  • высокая цена за поликристаллы.

BOGUANG 12001

Для зарядки 12-вольтных аккумуляторов подойдет солнечный модуль BOGUANG 12001. Эксперты отметили такие достоинства источника энергии, как гибкость, тонкость (3 мм), качественное соединение монокристаллических фотоэлементов. Даже в пасмурную погоду солнечная панель генерирует энергию с напряжением 15 В. Модуль состоит из двух частей, каждая из них обладает мощностью 100 Вт. Все соединения выполнены во влагозащитном исполнении, яркий светодиод сигнализирует о степени зарядки. Модель попадает в призовую тройку нашего рейтинга.

Более 200 человек приобрели солнечные панели BOGUANG 12001 на сайте АлиЭкспресс. Большинство отзывов носят положительный характер, заказ приходит быстро, редко бывают повреждения в процессе транспортировки. Только реальная мощность каждой панели меньше заявленной (75 Вт).

Достоинства

  • доступная цена;
  • гибкость;
  • малая толщина;
  • быстрая доставка.

Недостатки

  • реальная мощность ниже заявленной.

EPSOLAR BPS 32-100

По самой привлекательной цене предлагается в китайском интернет-магазине солнечная панель EPSOLAR BPS 32-100. Заказать можно как один модуль мощностью 100 Вт, так и несколько панелей. Батарея создана на базе монокристаллов, которые обеспечивают эффективное преобразование энергии солнца в электрический ток. Производитель разработал уникальную технологию PECVD получения темно-синего нитрида кремния. Использование трафаретной печати помогло добиться точных размеров, надежное соединение фотоэлементов производится с помощью лазерной сварки. И передняя, и задняя поверхность сделаны из тончайшей пленки. Такая конструкция делает модуль гибким и водонепроницаемым.

Модель останавливается в шаге от призовой тройки, т. к. покупатели жалуются на повреждения панелей при транспортировке.

Достоинства

  • передовые технологии изготовления;
  • точные размеры;
  • качественная сборка;
  • доступная цена.

Недостатки

  • есть случаи повреждения при транспортировке.

DOKIO FFSP-80W

Доступной и компактной солнечной панелью является модель DOKIO FFSP-80W. Она складывается пополам, образуя сумку с ручками (подобно ноутбуку), что делает транспортировку удобной и безопасной. Модуль имеет компактные размеры (550х500х5 мм), небольшой вес (3,2 кг). Он создан на базе монокристаллов, закрытых закаленным стеклом с алюминиевым обрамлением. Максимальная мощность солнечной батареи ограничена 80 Вт, в комплекте идет контроллер на 12 и 24 В. Прибор может вырабатывать энергию при температуре окружающей среды -20. +40°С. Эксперты включили панель в наш рейтинг за мобильность и удобство использования.

Пользователи хвалят магазин за оперативную доставку, надежную упаковку, четкую обратную связь. Из недостатков отмечается небольшая мощность модуля.

Выбираем контроллер заряда для солнечных батарей

Одним из важнейших компонентов солнечных электростанций, применяемых на дачах и в частных домах (резервных, автономных или гибридных), является контроллер заряда. Он незаменим наряду с инвертором, аккумулятором и собственно говоря самими солнечными батареями.

Контроллер заряда служит для правильной передачи полученной от солнечной батареи энергии аккумулятору. Безусловно, солнечная панель может быть подключена и напрямую. Но в таком случае, как только будет достигнуто напряжение в 14,4В, панель необходимо будет отключить, ведь иначе напряжение продолжит свой рост, что неминуемо приведет к закипанию электролита, из-за чего аккумулятор просто выйдет из строя.

Даже если вы вовремя выключите панель, то ваш аккумулятор будет заряжен не более чем на 80%, так как режим поддерживающего заряда не будет выполнен.

И эта задача легко решается при помощи самого простого контроллера, работающего по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ, англ. PWM). Контроллер производит заряд аккумулятора на максимальном токе до тех пор, пока напряжение будет ниже 14,4В, то есть в принципе работа будет осуществляться так, будто батарея подсоединена напрямую.

А затем контроллер будет поддерживать напряжение на аккумуляторе в пределах 13,7В, несмотря на то что на входе напряжение будет выше (15-17В). В результате такого подхода батарея будет заряжена на 100%, чего добиться при прямом подключении просто невозможно.

А если вы возьмете не самый простой вариант контроллера, то в нем, вероятнее всего будет доступна функция выбора напряжения заряда, также типа аккумулятора. Согласитесь, каждый аккумулятор обладает своими зарядными характеристиками, а поэтому лучше всего, чтобы и заряд соответствовал этим характеристикам.

Еще один немаловажный момент – температурная компенсация напряжения аккумулятора. Этот показатель всегда указывается производителем АКБ в характеристиках конкретной модели. Так как в зависимости от температуры меняется Напряжение заряда.

Данный коэффициент, как правило, равен 0,2-0,4 В на каждый градус. Качественные контроллеры заряда АКБ от солнечных батарей имеют встроенный датчик температуры. Также этот датчик может быть выносным. Он предназначен для измерения температуры среды или непосредственно АКБ. Безусловно, тот датчик, который измеряет температуру АКБ, предпочтительнее использовать, так как с его помощью можно зарядить батарею наиболее правильно.

Солнечные батареи для дома, как выбрать и что нужно обязательно учитывать

Солнечный свет, в качестве альтернативного источника энергии, активно используют во всем мире. И это не только независимость от природных ископаемых, которые не безграничны, но и значительный вклад в экологию всей планеты.

Одним из способов получения такой энергии являются солнечные панели или батареи. По научному эти системы называются фотоэлектрическими панелями.

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Как выбрать солнечную батарею

Прежде чем установить такую систему в доме нужно определится с видом самих панелей и комплекта оборудования в целом. И здесь есть несколько очень важных моментов, которые нужно знать и от которых зависеть эффективность установки.

Определяемся с системой

Как выглядит комплект оборудования и как он работает

В комплект солнечных батарей сходят сами панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. В некоторых случаях система может быть другой, в зависимости от ее назначения, давайте рассмотрим их подробнее.

  1. Автономные системы. Предназначена для обеспечения электроэнергией объекта который не подключен к стационарной сети. Электроснабжение в дневное время происходит от панелей, остаток накапливается в аккумуляторных батареях. Этот заряд расходуется в вечернее и ночное время, а также когда солнечного света не достаточно.
  2. Открытые системы. Их еще называют безаккумуляторными, что значительно снижает цену. Такой вариант предусматривает обеспечение объекта электроэнергией только во время дневной солнечной активности. В остальное время потребление производится с сети через инвертор. Он выбирает источник потребления в зависимости от текущей нагрузки. Во многих странах электричество ночью дешевле, поэтому такой вариант экономически оправдан.
  3. Комбинированные системы. Этот вариант предусматривает наличие полного комплекта, включая АКБ. В пиковые нагрузки, если не хватает запаса аккумуляторов, инвертор берет недостающую мощность из сети. Такой вариант актуален для домов где возникает периодическая необходимость в большом количестве электричества, а так же если нет необходимого количества резервных батарей.
  4. Реверсные системы. Промышленный вариант, а так же, в некоторых странах частным домовладениях разрешено их устанавливать для продажи электричества. Такие установки отличаются большим количеством батарей, задача которых выработать максимум электричества и отправить его в сеть через реверсный счетчик. Киловатты, отправленные таким образом оплачиваются энергокомпаниями по так называемому “зеленому тарифу”. Этот как экономический шаг, дающий возможность снизить энергозависимость, так и политический, показать миру что страна делает свой вклад в экологию.

Виды солнечных панелей

От этого элемента напрямую зависит эффективность работы всей системы, поэтому к их выбору стоит отнестись серьезно. Их всего три вида, но массовое применение получили только два, о них подробнее.

Монокристаллические

Каждый фотоэлемент состоит из одного кремниевого кристалла. Они самые эффективные за счет одностороннего направления этих кристаллов, КПД составляет 20% – 24%, но и стоят немного дороже. По внешнему виду их легко определить, панели имеют насыщенный синий цвет и округленные края.

Цена панели 250 Вт – 170-200 долларов .

Поликристаллические

Здесь мелкие кремниевые кристаллы объедены в фотоэлементы, что не позволяет сделать однотонную поверхность. Это отрицательно сказывается на КПД панели, ее эффективность примерно на 18% меньше монокристальных. Однако, производство таких батарей менее сложное, а значит они дешевле.

Цена панели 250 Вт – 150 долларов .

Амфорные

Представляют собой слой полупроводника (кремневодорода), напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Невысокий КПД, в среднем 10,4%. Однако, такие панели имеют более высокое поглощение, что делает их эффективнее в пасмурную погоду.

Цена панели 150 Вт – 250 долларов .

Сравнительная таблица уровня КПД

Как выбрать контроллер для солнечной батареи

Для правильной установки и эффективного использования солнечного модуля необходимо минимум в общих чертах знать физику происходящих в нём процессов.

Устройство солнечного модуля

Каждый солнечный модуль собирается из единичных солнечных элементов, между собой соединяемых последовательно и/или параллельно. Каждый отдельно взятый элементарный солнечный элемент развивает слишком небольшие напряжение и ток, непригодные напрямую для питания электроники или зарядки аккумуляторов. Разумеется, снимаемый с элемента ток пропорционален его площади, однако чисто технологически её нельзя бесконечно увеличивать — и для увеличения общего выходного напряжения отдельные солнечные элементы соединяются последовательно (в «батарею»). Для увеличения же снимаемого тока соседние цепочки солнечных элементов соединяют параллельно.

Вольт-амперная характеристика солнечного элемента весьма замысловата — соответственно, зависимость снимаемого с отдельного элемента, а следовательно, и с модуля в целом, тока/напряжения тоже носит сложный характер. При отсутствии нагрузки («холостой ход») напряжение на выходе модуля максимально. Если его начать закорачивать (например, переменным резистором), то снимаемый ток будет расти, а выходное напряжение — падать. Когда же величина сопротивления нагрузки становится пренебрежимо мала по сравнению со внутренним сопротивлением модуля (режим «короткого замыкания»), выходной ток модуля максимален, а напряжение — минимально.

Поскольку снимаемая с модуля мощность — это произведение тока и напряжения, между обеими крайностями находится динамическая точка перегиба кривой мощности, указывающая оптимум. Динамическая она потому, что зависит от освещения, температуры и ещё целого ряда «плавающих» во времени характеристик модуля и окружающей среды.

Поведение подключаемого для зарядки аккумулятора

Зарядно/разрядные кривые аккумуляторов независимо от используемой ими технологии также имеют непростой вид: например, достижение свинцово-кислотной аккумуляторной батареей номинального рабочего напряжения на выводах вовсе не означает, что она заряжена.

Заряд батареи — это электрохимический процесс, степень заряда пропорциональна прошедшему через аккумулятор току. Для штатного завершения зарядки через батарею нужно пропустить весь соответствующий её ёмкости ток, причём на завершающем этапе внешнее напряжение должно быть больше номинального рабочего — для поддержания заданного зарядного тока (на самом деле, тонкостей здесь много больше — поэтому отошлём заинтересованного читателя к спецлитературе по зарядным устройствам).

На данном этапе достаточно запомнить, что типичный зарядный ток составляет одну десятую ёмкости аккумулятора (то есть, например, 5.5 А для батареи на 55 А*ч).

Зачем нужен контроллер

Из уже сказанного очевидно, что для эффективной работы солнечного модуля и подключаемого аккумулятора необходимо некоторое «промежуточное звено», выполняющее следяще-согласующую роль — то есть преобразующее по неким алгоритмам токи/напряжения устройство между модулем и батареей (иначе говоря — контроллер).

Наибольшее распространение получили два типа контроллеров — MPPT и PWM:

  • контроллер MPPT (аббревиатура от Maximum Power Point Tracking) является высокоинтеллектуальным устройством, динамически отслеживающим упомянутую точку «максимальной мощности» СЭ/модуля и осуществляющим полное преобразование тока/напряжения;
  • контроллер PWM (сокращение от Pulse Width Modulation) — более простое устройство, по сути дозирующее время, на которое СЭ/модуль подключается/отключается к/от нагрузки (тем самым регулируя отдаваемую в нагрузку/аккумулятор ток и мощность);

Пример выбора PWM контроллера

Для выбора PWM контроллера необходимо принять во внимание ток короткого замыкания солнечного модуля: если модуль номиналом 100 Вт в оптимальной рабочей точке имеет ток

5.9 А, то его короткозамкнутый ток будет не менее

6.8 А — отсюда следует, что номинальный ток контроллера должен быть больше его с запасом в 10% (

Соответственно, выбирается близкий по току контроллер, с округлением в большую сторону — например, на ток 10 А. Если же устройство дополнительно имеет опцию контроля тока нагрузки, то ток выставляется в одну десятую от ёмкости батареи (см. примечание выше), а номинальные напряжения выхода контроллера и батареи должны совпадать. Если контроллер опции регулировки тока зарядки не имеет, то рекомендуется выбирать емкость АКБ исходя из параметров контроллера.

Пример выбора MPPT контроллера

Для MPPT контроллера важна общая мощность, поскольку он производит полное преобразование тока/напряжения: например, если его максимальный выходной ток составляет 50 А, а рабочее напряжение — 48 В, то полная мощность преобразования (номинальная мощность контроллера) составит 50 А * 48 В = 2400 Вт.

Свыше этой мощности он «пропустить через себя» не сможет, то есть большая мощность массива подключаемых модулей будет явно избыточна. Если увеличивать число модулей из соображений «условий недостаточного освещения», то производители контроллеров обычно ограничивают верхний допустимый предел подключения удвоенной/утроенной максимальной мощностью модулей от мощности контроллера — иначе он выйдет из строя (для зимних условий нужно брать в учёт возможную «перезасветку» из-за отражения от снега и повышение КПД модулей при отрицательной температуре).

Каждый электрик должен знать:  фильтро компенсирующее устройство, компенсация реактивной мощности

Какой контроллер выбрать для солнечной батареи: стоимость, виды

В предыдущей статье мы рассказали, как рассчитать потребляемый домом объем электроэнергии и номинальную мощность солнечных батарей, которые полностью обеспечат потребности хозяйства. А здесь будут представлены некоторые советы о том, как самому подобрать комплектующие для домашней солнечной электростанции.

Если вы решите для своего дома самостоятельно собрать автономную систему энергоснабжения на основе солнечных батарей, вам потребуются следующее оборудование:

  • Фотоэлектрические модули (панели);
  • Контроллер заряда, который нужен для нормирования выходного напряжения аккумулятора, его зарядки и подачи слабого тока.
  • Аккумуляторы, которые обеспечивают накопление, сохранение и подачу энергии в тех случаях, когда энергопотребление резко возрастает или погодные условия оставляют желать лучшего.
  • Инвертор, который преобразует постоянный низковольтный ток, делая его соответствующим выбранному стандарту.

В процессе выбора оборудования необходимо учитывать два показателя. Один из них – максимальная мощность нагрузки, второй – номинальная мощность панели. При этом надо не забывать про тот факт, что данные параметры практически не взаимосвязаны между собой. Допустим, в течение суток аккумуляторы способны заряжаться от батареи в 200 Вт, которая будет менять угол наклона в зависимости от движения Солнца. Таким образом удастся накопить около 2,5 кВт*ч энергии. Этого хватит для того, чтобы расходовать их в процессе сварочных работ за 30 минут, пользуясь мощным инвертором. Также хотелось бы сказать о том, что перед выбором тех или иных устройств, необходимо установить, какое именно низковольтное напряжение ляжет в основу работы системы.

Как определить напряжение?

Выбор выходного напряжения не вызовет ни у кого вопросов, ведь в данном случае существует единый стандарт. Это 220 В переменного тока, имеющего частоту в 50 Гц. С низковольтным показателем ситуация более сложная. Объясняется это тем, что входное напряжение инвертора равное номинальному напряжению аккумуляторов и солнечной батареи и не имеет постоянного значения. Модули бывают следующими:

Что касается номинального выходного напряжения панелей, мощность которых составляет более 50 Вт, то оно или превышает 12 В, или равно 24 В. Также надо заметить, что этого показатель можно увеличить самостоятельно. Для этого соединение батарей должно быть последовательным.

Ассортимент солнечных инверторов просто огромен. На современном рынке встречаются 12-, 24-, 48- и 96-вольтовые модели. Показатель напряжения определяется на основе того, какой является мощность. Если первая величина равна 12 В, а вторая – 1 кВт, то сила тока должна будет составлять более 83 А. Это слишком много. С учетом того, что в ходе работы инвертор теряет часть энергии, значение силы тока может быть равно сотне ампер. Подобный показатель встречается только в стартерах автомобилей, но носит кратковременный характер.

Мы же говорим о постоянном токе для бытового использования. Если его значение будет чрезвычайно высоким, тогда придется применять толстый провод небольшой длины. К примеру, медный с сечением около в 25 мм². Если пренебречь данным условием, то потери энергии значительно возрастут. Это приведет к перегреву, который способен отрицательно сказаться на работоспособности всей системы. Чтобы вы лучше понимали, насколько это опасно, просто умножьте приведенные показатели и представьте себе результат.

Если взять силу тока в тысячу ампер, то мощность составит 10 кВт. Это вынудит нас использовать в качестве провода толстый прут из меди, имеющий диаметр около 50 мм. Очевидно, что соединение получится слишком массивным и недолговечным, поэтому вероятность того, что оно выдержит высокие нагрузки на протяжении длительного времени, минимальна. Отсюда с легкостью можно сделать вывод, что ограничение входного тока, которое потребляет инвертор, работая на номинальной мощности, является необходимостью. В моделях, рассчитанных на 100-200 А, рост мощности приводит к увеличению входного напряжения.

Последовательное соединение контроллеров и инверторов невозможно, ведь это не панели или аккумуляторы. Исходя из этого при выборе комплекта для домашней солнечной электростанции следует в обязательном порядке учитывать напряжение постоянного тока при той мощности на выходе, что вам требуется.

Поскольку речь идет об автономной системе энергоснабжения для бытовых нужд, то подойдет инвертор, способный выдерживать напряжение в 24 В. Если же питаться электроэнергией, получаемой благодаря Солнцу, будут довольно мощные приборы, то можно увеличить количество этих составных частей до двух и более. При этом необходимо следить за тем, чтобы входное напряжение оставалось в пределах допустимой нормы, а номинальная мощность каждого устройства составляла менее 1 кВт. Это гарантирует то, что при поломке одного инвертора система продолжит функционировать, потребовав снижения общей нагрузки. Что касается установки более мощного инвертора и перехода на повышенное напряжение, то это может потребоваться только в том случае, когда один из потребителей превысил порог выходной мощности уже использующегося устройства.

Выбираем инвертор для солнечных батарей

Главное требование, выставляемое к данному типу устройств, – обеспечение необходимой мощности на выходе. Этот показатель очень тесно связан с низковольтным напряжением на входе. Между тем, инверторы обладают массой характеристик, о которых мы расскажем ниже.

Перед покупкой описываемой части автономной системы необходимо обратить внимание на форму импульсов тока, который будет вырабатываться. Недорогие модели устроены таким образом, что позволяют получить переменный ток, имеющий форму треугольника или прямоугольника (меандра). Он подойдет для питания нагревательных приборов, в строении которых отсутствуют электронные блоки, и лампы накаливания. Если же попробовать запитать таким током трансформатор или мотор, то это приведет к нестабильной работе устройства или его поломке, даже несмотря на то, что напряжение будет стандартным.

Существует ток, импульсы которого напоминают трапеции. Он считается более качественным, но инверторы, которые могли бы его произвести, сегодня практически не выпускаются. Большинство популярных моделей предназначены для получения тока в виде «модифицированного синуса», который по внешнему виду напоминает синусоиду. Данная форма совместима с большинством видов современной техники и электрическими инструментами. Примечательно лишь то, что потребление подобного тока способно стать причиной появления различных звуков в момент работы приборов, например, звона.

Это указывает на то, что при выработке тока появляются некоторые неровности. Чтобы избавиться от них, следует произвести монтаж специальной фильтрационной системы. Самыми качественными считаются инверторы, которые преобразуют ток в форму «чистого синуса». Он настолько хорош, что электричество с легкостью можно назвать идеальным. В данном случае какие-либо претензии к прибору отсутствуют, но основная проблема заключается в самих инверторах: они имеют довольно большие размеры и дорого стоят.

Важная роль отводится коэффициенту полезного действия. Если у выбранной модели эта характеристика является довольно привлекательной, то объем потерь будет минимальным. КПД подавляющей части современных инверторов превышает 90%.

Еще одна характеристика – это функционирование в том режиме, когда аккумуляторы заряжаются. Подобные модели вызывают неподдельный интерес за счет того, что даже при отсутствии подключения к солнечным панелям остаются источниками бесперебойного питания. Это значит, что, используя их, можно получить ток, который подойдет, к примеру, для питания стационарного компьютера. Основной недостаток таких инверторов в том, что без солнечных батарей их мощность и энергетическая емкость минимальны.

Если же подключить одну или несколько панелей, то вы получите сплошные плюсы. Главный из них – сокращение запаса мощности батарей и емкости аккумуляторов. Накопленная вследствие этого энергия станет своего рода резервом, который можно будет использовать при неблагоприятных погодных условиях. Кроме того, появится возможность в качестве источника подзарядки аккумуляторов применять внешние электросети и аварийные генераторы.

Выбирая инвертор, обратите внимание на его индикацию. Она должна быть максимально подробной. Желательно наличие системы, защищающей от короткого замыкания и перегрузки, а также контроллеров напряжения на входе в аккумуляторах и на выходе в сети.

Отличным выбором станет модель, которая сможет выдержать краткосрочное превышение номинальной нагрузки примерно в 1,5-2 раза. Это подарит вам возможность пользоваться нагревательными приборами и блоками питания с силой, которая совпадает с номинальной мощностью инвертора. Это происходит из-за того, что в момент подключения подобных устройств наблюдается резкий скачок электрического тока, который заметно выше установленной нормы. Если настройки защитной системы инвертора ориентированы исключительно на номинальный показатель мощности, то предохранитель активируется, что приведет к отключению выбранного прибора, несмотря на то, что в действительности он обладает допустимым параметром.

Весьма полезной считается функция, благодаря которой после полной зарядки аккумулятора осуществляется подключение дополнительной нагрузки к новой линии. Это позволяет наиболее эффективно использовать переизбыток солнечной энергии, т.е. в хорошую погоду ее расход будут большим и пойдет на выполнение второстепенных целей, допустим, питание водонагревателей, а в пасмурные дни эти затраты сами собой сократятся.

Напоследок хотелось бы сказать о том, что, если показатель мощности потребления не достигает 10 кВт, то более рациональным станет использование 1-фазного напряжения, а не 3-фазного. Это сделает разводку более простой и исключит появление проблем, возникающих вследствие необходимости распределения фаз между потребителями. Вдобавок вы сможете сэкономить в момент покупки, ведь стоимость 3-фазных инверторов традиционно остается высокой.

Видео: как выбрать инвертор для солнечной электростанции, построенной своими руками:

Особенности выбора аккумуляторов для солнечной электростанции в доме

Наиболее широкое распространение получили 12-вольтовые модели. Залогом их популярности стала возможность сборки аккумуляторных батарей в единую систему, работающую при любом напряжении, которое кратно стандартному показателю. Это значит, что оно может составлять 24, 48 и 96 В. Говоря об аккумуляторном блоке автономной системы, следует подчеркнуть, что его работа напрямую зависит от трех основных параметров: емкости, тока разряда и заряда.

Рассмотрим следующую ситуацию. Рабочее напряжение превышает 12 В. Это потребует от вас последовательного соединения аккумуляторов, но при этом суммарное значение их напряжений по номиналу должно соответствовать нормальной рабочей мощности блока. В случае, когда энергетические запасы и сила тока малы, подключать аккумуляторы надо параллельно, но и здесь не забудьте о соответствии упомянутых выше напряжений.

Что касается типа устройства, то лучше всего отдать предпочтение свинцово-кислотным аккумуляторам высокой мощности. Именно они в настоящее время считаются наиболее надежными, эффективными и, что очень важно, доступными.

Говоря о емкости и энергетическом запасе, следует отметь то, что на начальном этапе от вас потребуется расчет общей энергоемкости аккумуляторного блока. Как правило, данное значение определяется на основе информации о минимальном среднесуточном энергопотреблении. Здесь все зависит от выбранного режима энергоснабжения. Показатели таковы:

  • Аварийный – 2 кВт*ч;
  • Базовый – 4 кВт*ч;
  • Умеренный – 5 кВт*ч.

У многих возникают сложности, связанные с емкостью каждого из аккумуляторов. Допустим, блок на 2 кВт*ч работает с напряжением в 24 В. Его составными частями могут стать 8 аккумуляторов на 12 В по 50 А*ч, 4 по 100 А*ч или 2 по 200 А*ч. В данном случае лучше всего предпочесть второй вариант, купив модели, способные выдерживать 100 А. Обычно такой аккумулятор весит порядка 40 кг, поэтому с его установкой любой физически крепкий мужчина справится в одиночку. Также плюсом такого АКБ является сравнительно невысокая стоимость. 50-амперные аналоги слишком малы, поэтому их подключение будет довольно трудоемким, а сам блок получится ненадежным. 200-амперные аккумуляторы обладают большими габаритами и весом, поэтому их использование не очень рационально.

Обратите внимание, что речь шла исключительно о выборе емкости аккумулятора на предварительном этапе. В связи с этим проверка обязательна! В ее ходе надо будет выяснить то, насколько заявленная емкость соответствует токам разряда и заряда.

Выбор емкости АКБ в зависимости от токов заряда и разряда

Общий ток зарядки – это максимальный показатель силы тока панели. Он должен быть менее максимально допустимого тока заряда аккумулятора, умноженного на количество параллельных соединений. Некоторые люди пренебрегают этим правилом в том случае, когда мощность батареи остается высокой, а аккумуляторный блок слаб. Это служит причиной поломки составных частей последнего. Иногда они даже могут загореться и взорваться.

Если сила тока заряда будет низкой, то возникнут проблемы с зарядкой аккумуляторов. Как правило, в подобных ситуациях фотоэлектрический модуль обладает небольшой мощностью, а аккумуляторный блок является слишком энергоемким. Изначально это выливается в потерю энергетических запасов. Если оперативно не решить проблему, то в конечном итоге она приведет к тому, что АКБ перестанут заряжаться до максимума, что отрицательно скажется на продолжительности их службы.

Работая на максимально допустимой мощности, инвертор потребляет ток. Значение силы последнего должно быть меньше тока разряда аккумуляторов, умноженного на число их сборок, которые соединены параллельно. Если вы хотите, чтобы аккумуляторный блок функционировал без сбоев, а отдача была высокой, тогда во время его продолжительной работы сделайте ток разряда равными 20-50% от разрешенного значения.

Вместе с аккумулятором вы получите инструкцию к нему, в которой будут приведены значения силы тока. Если вы желаете произвести предварительные расчеты, а необходимое оборудование еще не куплено, тогда воспользуйтесь следующей информацией:

  • Максимальная сила тока разряда численно равна емкости. Работа возможна только очень небольшой срок. Он не должен превышать одну минуту;
  • Оптимальная сила тока разряда – не более 20% емкости, но если нагрузка является длительной и исключает перерывы, то лучше сократить ее до 5-10%;
  • Оптимальная сила тока заряда – 5-10% емкости;
  • Максимальная сила тока заряда – 20% емкости (возможно увеличение до 30%).

Выбирая аккумулятор, желательно приобрести модель, которая была бы надежной и безопасной. В подобной ситуации важнейшую роль играет ток заряда. Воспользовавшись перечисленными выше данными, вы без труда подсчитаете, что в сумме емкость аккумуляторного блока должна быть в 5-10 раз больше в сравнении с максимальной суммой тока сборок батарей. При этом в момент расчетов следует помнить о том, что надо брать показатели не каждой из составных частей системы по отдельности, а их сборок, которые работают на номинальном низковольтном напряжении. Полученные цифры позволят установить то, какой энергетический запас вам требуется. Также хотелось бы сказать, что сегодня на рынке встречаются модели, устройство которых допускает расширение границ установленного по умолчанию диапазона в 3-20 раз. Но при этом существует зависимость от максимального значения тока, который производят батареи.

Видеообзор аккумуляторов для домашней электростанции на солнечных панелях:

Что учесть при выборе солнечных панелей?

Чтобы сделать правильный выбор солнечных батарей нужно принять во внимание следующие параметры:

  • Номинальное напряжение;
  • Геометрию;
  • Разновидность фотоэлементов.

Номинальное напряжение – с этим пунктом определиться довольно просто и здесь редко возникают сложности. Чаще всего предпочтение отдается панелям на 24 В. Это объясняется тем, что в сравнении с 12-вольтовыми аналогами силы тока у них примерно в 2 раза меньше. Компании, занимающиеся производством солнечных батарей, выпускают модели, которые работают на одной и той же мощности, но требуют разного напряжения. Устройства отличаются друг от друга в зависимости от внутренней коммутации фотоэлементов. Составными частями панелей, рассчитанных на номинальное напряжение более 24 В, являются низковольтные детали, но их ассортимент невелик. Покупка панелей на 12 В будет рациональной только в паре случаев. Во-первых, они подойдут для систем, которые работают на небольшой мощности. Во-вторых, такие панели способны стать частью архитектуры здания.

Имея все необходимые фотоэлементы, можно самостоятельно собрать панель. Сделать это не так уж сложно. Самое главное – включить в электрическую цепь защитные диоды, которые предотвратят появление обратного тока, если засветка будет неравномерной. Если упустить этот момент из виду, то мощность, которая появится благодаря работе освещенных секций, начнет свое выделение на тех участках панели, что не попадают под солнечные лучи. Это спровоцирует возникновение перегрева и станет причиной поломки оборудования. Что касается силы тока диодов, то ее показатель должен превышать значение тока короткого замыкания, которое способно возникнуть на защищаемой цепи фотоэлементов в условиях оптимальной освещенности.

Такой параметр, как геометрия, зависит от заданных условий монтажа, поэтому посоветовать что-то дельное трудно. Скажем, если вы не можете определиться, что лучше несколько компактных панелей или одна большая, то стоит сделать выбор в пользу последнего варианта. Так вы гарантируете себе то, что использование площади будет максимально эффективным, а отсутствие дополнительных соединений увеличит уровень надежности системы. Если говорить о конкретных размерах, то наиболее популярные солнечные модули обладают мощностью в 200-250 Вт и имеют площадь в пределах 1,5-2 м². В ситуации, когда требуется получение определенных номинальных значений напряжения и мощности, можно последовательно соединить несколько панелей, а потом коммутировать их параллельно. Это очень похоже на то, как создается аккумуляторный блок.

Последний из критериев выбора касается структурной разновидности фотоэлементов. В последнее время они изготавливаются из поликристаллического и монокристаллического кремния. Второй вариант считается более приемлемым, хотя он и дороже. Коэффициент полезного действия у фотоэлементов из кремниевых монокристаллов составляет примерно 16-18%. У поликристаллов он ниже и равен 12-14%. В случае с автономной системой энергоснабжения важную роль играет себестоимость ватта. Учитывая незначительные различия в цене панелей с теми или иными фотоэлементами, можно посчитать, что зачастую более дешевым выходит ватт электроэнергии, полученной за счет работы монокристаллов. Вдобавок при пасмурной погоде фотоэлементы, произведенные из монокристаллического кремния, сохраняют номинальное напряжение более длительное время. Что касается преимуществ поликристаллов кремния, то главное из них – это пониженное напряжение холостого хода. Однако если при соединении панели с инвертором использовался контроллер, то повышенное напряжение не сможет нанести какой-либо ущерб системе.

В завершении хотелось бы добавить, что мощность панелей необязательно должна превышать мощность инвертора. Этот момент следует учитывать только в тех случаях, когда система постоянно будет подвергаться повышенной нагрузке, или число пасмурных дней в году велико.

Видео: Выбираем солнечные панели для автономного элеткроснабжения дома:

Для чего нужен контроллер?

Автономные системы энергоснабжения строятся по такой схеме, при которой контроллер заряда обычно занимает место между аккумуляторами и солнечными панелями. Это электронное устройство обеспечивает нормирование напряжения, которое вырабатывается фотоэлементами, по отношению к напряжению, требующемуся для накопления энергии аккумуляторным блоком с учетом его состояния. В случаях когда, например, аккумулятор полностью зарядился, контроллер снизит напряжение во избежание перезарядки. Их ассортимент очень широк: встречаются как недорогие модели, предназначенные для автоматического подключения и отключения панели, так и довольно сложные устройства, которые могут даже увеличивать напряжение в условиях плохой инсоляции.

Какими бывают контроллеры заряда?

Если солнечные панели подобраны правильно, то повышать напряжение в системе необязательно. Несмотря на это, сохраняется необходимость в снижении так называемого «оптимального» напряжения батареи. Данная величина соответствует максимальному показателю получаемой мощности. Если ее понизить, то переизбыток напряжения будет преобразован в дополнительную силу тока. Это позволит батарее работать на полной номинальной мощности.

Мы уже упоминали о том, что прямая коммутация выхода фотоэлектрической панели на аккумуляторы в случае повышенной нагрузки является причиной сокращения напряжения примерно на 15-40%, при этом мощность может уменьшится на 25%. Чтобы этого не случилось, нужен контроллер с технологией МРРТ, которая позволяет отследить пиковое значение. Суть в том, что производится регулярное измерение тока и напряжения, а также обеспечивается их оптимальное соотношение. Это гарантирует то, что показатель мощности тоже приблизится к идеальному значению. Потери в таком случае составят менее 3%. Основная проблема в том, что контроллеры МРРТ стоят огромных денег. Отсюда с легкостью можно сделать вывод, что для маломощной системы лучше купить более простую модель.

Встречаются контроллеры заряда, установка которых позволяет обеспечить отключение низковольтной нагрузки при разряженных аккумуляторах. Данная функция хоть и кажется полезной, но уже выполняется инверторами. В связи с этим ее наличие у контроллера необязательно.

Какой должна быть мощность контроллера?

Наибольшее распространение получили устройства, которые способны выдерживать ток в 10-20 А. Можно найти модели на 30 А, но более мощные экземпляры – это настоящая редкость. Подобная ситуация объясняется тем, что контроллер высокой мощности можно собрать своими руками, сделав его составными частями более слабые комплектующие. Самое главное – не ошибиться с выбором. Дело в том, что некоторые контроллеры устроены таким образом, что не предназначены для подключения друг к другу. В частности, это касается моделей МРРТ и их аналогов с множеством функций.

Присоединяя солнечную панель к контроллеру, вы должны в обязательном порядке следить за тем, чтобы общий ток батарей был не более 75-85% от тока контроллера по номиналу. Это значит, что если вы используете устройство на 20 А, то сумма токов панелей должна составлять порядка 15-17 А. Наличие небольшого запаса служит своего рода подстраховкой, которая пригодится в той ситуации, когда КПД батарей неожиданно возрастет. Отсюда делаем заключение, что контроллер на 20 А можно сделать частью системы с 24-вольтовыми панелями и общей мощностью 600 Вт.

Теперь вы знаете, какие именно комплектующие нужны для создания автономной системы энергоснабжения дома на солнечных батареях. Собрать ее самостоятельно, при желании – вполне возможно, ведь на рынке в достатке представлено все необходимое: будь то инверторы, контроллеры, панели или аккумуляторы.

Видео: мощный контроллер для частной СЭС, результаты тестов:

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Добавить комментарий