Генератор электрического тока от солнечных батарей

Генератор на солнечных батареях для дома и дачи плюсы и минусы

Рынок солнечных генераторов медленно, но неуклонно растет. Портативные электростанции «все в одном», использующие солнечную энергию, являются новой альтернативой традиционным портативным генераторам, работающим на топливе.

Как эти источники автономного электричества сравнивнить друг с другом? Солнечные генераторы лучше, чем портативные генераторы, работающие на бензине?

Что такое солнечный генератор? Стоит ли его покупать.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках портативной электростанции на солнечной энергии и узнайте, подходят ли они для ваших нужд.

Принцип работы так называемого солнечного генератора сильно отличается от того, как работает обычный генератор на топливе. Механика иная, и технические характеристики, как правило, тоже очень разные.

Базовая установка солнечного генератора — это аккумулятор, инвертор, солнечное зарядное устройство и солнечные батареи. Энергия, получаемая от солнечных батарей, проходит через солнечное зарядное устройство к перезаряжаемой батарее, а затем инвертор преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока.

Другая, более подходящая маркировка для солнечных батарей — это портативная электростанция. Иногда эти устройства также называют универсальными портативными электростанциями, когда батарею также можно заряжать через обычную настенную розетку или автомобильную розетку.

Преимущества портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

Есть много преимуществ использования солнечной энергии для удаленных мест вне сети. Солнце бесплатно для всех и светит во всем мире, поэтому использование солнечной энергии в этом смысле — надежная ставка.

Рассмотрим основные преимущества использования портативных солнечных электростанций.

Как солнечные генераторы сравнивают с обычными топливными генераторами?

Отсутствие шума: в переносной электростанции, работающей на солнечной энергии, нет двигателя, который исключал бы самый большой источник шума, который есть во всех традиционных переносных генераторах, работающих на топливе. Кроме того, в солнечном генераторе нет движущихся частей — тряска в топливном генераторе — еще одна причина, по которой они шумят.

Бесплатное энергоснабжение: использование солнечной энергии бесплатно, поэтому солнечные панели позволяют использовать бесплатный и неограниченный источник энергии. Тем не менее, он не является полностью бесплатным, так как требует в первую очередь инвестиций в солнечную энергетическую систему.

Кроме того, солнечная энергия более доступна в большинстве отдаленных районов по сравнению с бензином или дизельным топливом. Вы не можете исчерпать солнечную энергию, пока находитесь в месте, где светит солнце.

Еще одним преимуществом, связанным с затратами, является то, что солнечная энергия не подвержена колебаниям цен, как бензин и дизельное топливо. Когда у вас есть солнечное энергетическое оборудование, ваши расходы на топливо остаются неизменными.

Несколько источников энергии: как уже упоминалось, многие солнечные генераторы на самом деле являются портативными электростанциями «все в одном», что означает, что они также могут заряжаться от источников энергии, отличных от солнечной энергии. Помимо солнечной энергии, основными источниками питания являются обычное электричество переменного тока от настенной розетки или от автомобиля.

Низкие эксплуатационные расходы: по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе, солнечный генератор имеет более низкие эксплуатационные расходы. Вам не нужно покупать топливо, так как солнечная энергия может свободно извлекаться, и нет масла, которое нужно менять.

Отсутствие движущихся частей также снижает риск повреждения или необходимости замены запасных частей. Таким образом, несмотря на большие первоначальные инвестиции в солнечные генераторы, их эксплуатационные расходы ниже по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе.

Отсутствие паров. Окись углерода, выделяемая обычным генератором на топливе, представляет серьезную опасность для здоровья, поэтому их можно использовать только на открытом воздухе и на безопасном расстоянии от любых зданий. Солнечные генераторы не выделяют паров, что делает их самым безопасным вариантом, даже достаточно безопасным для использования внутри помещений.

Экологичность: солнечная энергия является одним из самых экологически чистых возобновляемых источников энергии. Использование портативной электростанции, работающей на солнечной энергии, намного более экологично, чем генераторы, работающие на топливе.

Обычный переносной генератор выделяет углекислый газ и другие вредные для окружающей среды газы, в то время как переносной генератор на солнечной энергии не выделяет никаких паров. Таким образом, не только ввод чистой энергии, но и выход.

Легкий вес. Самыми тяжелыми деталями в обычном топливном генераторе являются двигатель, (заполненный) топливный бак и аккумулятор. Солнечная портативная электростанция имеет только батарею, что означает, что значительная часть веса генератора отсутствует.

Вот почему многие солнечные генераторы более легкие, с большим количеством моделей весом менее 10 кг. Кроме того, производители могут создавать более портативные конструкции, например портативные солнечные электростанции в стиле портфеля, когда нет необходимости включать топливный бак и двигатель.

Недостатки портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

Как и во всем, у портативных электростанций, работающих на солнечной энергии, есть свои недостатки. В определенных аспектах обычный портативный генератор имеет выигрышную комбинацию.

Взгляните на основные недостатки, связанные с использованием портативного генератора на солнечной энергии по сравнению с портативным генератором на топливе. Как эти недостатки соотносятся с преимуществами переносной электростанции на солнечной энергии?

Чувствительность к температуре: по иронии судьбы некоторые портативные генераторы «все в одном» не выдерживают длительного воздействия высоких температур. Поэтому, если вы используете их в очень жарком климате, вам необходимо убедиться, что в электростанции поддерживается более низкая температура, а солнечные панели все еще расположены для максимального воздействия солнечного света.

Ищите солнечные генераторы, в которых упоминается наличие системы управления батареями или BMS. Это особая функция, которая, помимо прочего, контролирует температуру портативной электростанции.

Непостоянное энергоснабжение: энергия солнца не постоянна. В некоторых местах мира солнечные часы и пасмурные дни ограничены, а другие погодные условия также ограничивают эффективность использования солнечных батарей.

В действительности, солнечный генератор лучше всего работает в тропическом и субтропическом климате, где солнечный свет более постоянный. Генератор солнечной энергии менее эффективен в регионе с сезонными различиями в солнце.

Цена: существует широкий диапазон цен на генераторы, и солнечные генераторы, как правило, относятся к более дорогой категории, особенно когда вы смотрите, сколько энергии вы получаете. Технология солнечной энергии просто дороже, чем обычные топливные двигатели.

Таким образом, портативная электростанция на солнечной энергии, как правило, является более крупной первоначальной инвестицией, чем обычный генератор на топливе. Однако имейте в виду, что затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы солнечного генератора ниже, чем у обычного генератора на топливе.

Большой размер для большой мощности: солнечные генераторы, предназначенные для легкого использования, более легкие, чем инверторные генераторы и обычные генераторы.

Медленная зарядка. Несмотря на то, что большинство портативных электростанций «все в одном» имеют три различных варианта зарядки, все варианты зарядки, как правило, медленные. Время зарядки 8 часов не является чем-то необычным для универсальной портативной электростанции.

Такое длительное время зарядки не идеально для чрезвычайных ситуаций. Производители пытаются ограничить это неудобство с помощью солнечных батарей, которые могут накапливать энергию, но это всегда меньше полной зарядки.

Другой способ, с помощью которого производители пытаются компенсировать эту проблему, — это разработка аккумуляторных батарей, которые можно использовать во время зарядки. Не каждая модель солнечного генератора способна на это.

Солнечные генераторы лучше, чем обычные портативные генераторы на топливе?

Большинство истинных преимуществ универсальной портативной электростанции на солнечной энергии заключается в том, насколько она удобна и экологична.

Короче говоря, перевешивают ли преимущества недостатки в действительности, зависит от того, для чего будет использоваться генератор, и от климата в этом месте.

Переносные генераторы на солнечной энергии идеально подходят для отдыха на природе, например, для рыбалки и кемпинга. Они не производят никакого шума, поэтому они не могут беспокоить соседей или дикую природу, и они не выделяют никаких опасных паров, поэтому они являются экологически чистыми и безопасными.

Портативные электростанции «все в одном» также являются единственным реальным вариантом в качестве альтернативного источника электропитания для использования внутри помещений, поскольку они не выделяют никаких паров.

Генератор солнечной энергии также является идеальным спутником в путешествиях для профессионалов, работающих в автономных ситуациях.

Генератор солнечной энергии также является распространенным механизмом для поездок по бездорожью. Аккумулятор можно использовать для питания небольших электрических инструментов в случае поломки автомобиля или для запуска автомобиля.

Короче говоря, портативная электростанция на солнечной энергии является универсальным автономным источником электроэнергии, но она не подходит для всех целей.

Солнечная энергия также не является надежным источником энергии в регионах с ограниченными солнечными часами или непредсказуемыми погодными условиями. Например, переносная электростанция на солнечной энергии не получит достаточно солнечных часов для полной зарядки в нашей стране зимой.

Как выбрать между солнечным генератором и топливным генератором

Не существует стандартного ответа на вопрос, является ли солнечный генератор более подходящим, чем обычный портативный генератор. Это зависит от цели, местоположения и требований к питанию.

Все еще не можете выбрать между портативным генератором солнечной энергии и обычным генератором на топливе? Вот вопросы, которые нужно задать себе.

Сколько энергии вам нужно?

Это всегда первый вопрос, который нужно задать себе при поиске генератора. В общем, чем больше энергии вам нужно, тем менее портативным будет генератор.

Каким должен быть портативный генератор?

Последующий вопрос к вопросу 1 — как часто вам нужно перемещать генератор. Легкие солнечные генераторы более портативны, но как только вам понадобится больше энергии, инверторный генератор с параллельными возможностями может быть более подходящим вариантом.

Где вы будете использовать генератор?

Солнечные генераторы являются единственным вариантом для использования в помещении. Они не выделяют никаких испарений и не создают шума и делают их более подходящим вариантом для активного отдыха, например, для рыбалки.

Получите ли вы достаточно часов солнца?

Солнечные генераторы имеют длительное время зарядки, поэтому убедитесь, что количество солнечных часов будет достаточно. Альтернативой является использование обычной настенной или автомобильной розетки для зарядки аккумулятора.

Каков ваш бюджет для покупки солнечного генератора?

Портативные электростанции на солнечной энергии недешевы. Рассмотрите возможности, а затем решите, будут ли стоять ли первоначальные инвестиции в генератор на солнечной энергии более низких эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.

Источник

Все про солнечную электростанцию для дома: подключение, реальная выработка, подключение, особенности

В 2017 году я установил на участке одну солнечную батарею мощностью 260Вт для выработки электроэнергии. В июне выработка панели составила 34кВт электроэнергии, что в 4.5 раза превысило её нормативную мощность.

Далее я расскажу о том, как работает солнечная электростанция, из каких элементов состоит, кому подойдет и как её подключить. Кроме того, поделюсь реальной статистикой выработки одной панели.

Кому подойдет домашняя солнечная электростанция

1. Тем, у кого на участке нет электричества. Солнечные батареи смогут автономно обеспечивать объект электроэнергией. В качестве альтернативы также можно рассматривать ветряк (для которого должна быть соответствующая роза ветров) или дизельный генератор (который не очень удобен в эксплуатации и неэкономичен).
2. Также солнечную станцию можно рассматривать как инвестицию, чтобы на фоне постоянно растущих тарифов в будущем меньше платить за электроэнергию. К тому же срок службы батарей очень большой, а солнце светит всегда.
3. И последний вариант — всем, кто хочет заработать. В Украине существует закон о зеленом тарифе, согласно которому государство выкупает выработанную электроэнергию с помощью альтернативных источников энергии по особой цене.

Как устроена солнечная батарея

Солнечная батарея (или ФЭМ – фотоэлектрический модуль) работает за счет кремниевых элементов, которые преобразовывают световую энергию в электрическую (в отличие от солнечных коллекторов, которые работают за счет солнечного тепла).

Сзади у панели есть выход двух кабелей, которые подключатся на инвертор или аккумулятор, в зависимости от схемы использования (об этом далее подробнее).

Как подключить, если на участке нет электричества

Если участок не подключен к сети, то главная задача — накапливать электроэнергию, чтобы использовать её в будущем по мере необходимости.

Какое оборудование понадобится:

• Солнечные батареи.
• Аккумулятор для накопления заряда.
• Контролер заряда (чтобы контролировать ток заряда аккумулятора).
• Преобразователь в 220В. По умолчанию солнечная панель выдает 12В, 24В, тогда как большинство электроприборов подключаются к 220В. Если вы используете приборы, работающие от 12В, то преобразователь не понадобится.
• Оборудование для фиксации и крепежа самой батареи.

Самый простой вариант, «своими руками»

Самый примитивный, но рабочий вариант «для дачи»: солнечная батарея + аккумулятор, которые соединяются между собой клеммами. В таком виде станция уже готова к эксплуатации и её можно даже не ставить на крышу, а просто установить на землю. Электроэнергия будет накапливаться на аккумуляторе, от которого можно зарядить телефон, подключить освещение и т.д.

Такую станцию очень легко собрать своими руками. Достаточно просто купить аккумулятор (подойдет даже обычный автомобильный), солнечная батарея, провода и клеммы. Если вы приезжаете на дачу только по выходным, то станция может быть переносной, так как легко разбирается и прячется (или увозится с собой).

Более сложная реализация

Схема для повседневной эксплуатации и разводкой по розеткам. Солнечные батареи устанавливают на крышу (или отдельную металлическую конструкцию), а кабель от них прокладывают к аккумулятору, от которого электричество через преобразователь поступает на розетки.

По мере необходимости станцию легко масштабировать, подключая дополнительные батареи и аккумуляторы.

Как подключить, если на участке есть электричество

Если участок подключен к сети, то установка солнечной электростанции сделает дом более энергонезависимым, позволит сократить затраты на электроэнергию и даже заработать на этом благодаря зеленому тарифу.

В этой схеме подключения отсутствует аккумулятор, так как не нужно накапливать электроэнергию (но если вы хотите иметь резервный источник питания на случай выключения света, то аккумулятор необходим).

Для подключения такой станции нужна только солнечная батарея (или несколько), которая через сетевой инвертор подключается в розетку. В таком виде станция уже готова к работе. Батарея вырабатывает электричество и вы сразу же его потребляете для внутренних нужд: работы холодильника, освещения, чайника и т.п.

Например, выработка станции в сутки — 1кВт электроэнергии, а здание суммарно потребляет 5кВт. По факту из сети вы берёте лишь 4кВт. Но если станция вырабатывает в сутки 5кВт, а вы реально потребляете только 2кВт, то остаток (3кВт) сгорает. В этом случае можно подключить зеленый тариф и продавать разницу государству по более высокой цене, либо же поставить аккумулятор и накапливать избыток на него.

Сейчас существуют компании которые подключают зеленый тариф «под ключ». Начиная от подбора и установки станции, до заключения договора с ОБЛЭНЕРГО.

Реальная выработка солнечной электростанции для дома

Выработка зависит от мощности и угла наклона панелей, интенсивности солнца и продолжительности светового дня.

Между собой батареи отличаются площадью, что отражается на их мощности. Это может быть 10Вт, 100Вт, 150Вт, 260Вт и так далее. Однако реальная выработка панели обычно выше её номинальной мощности, так как необходимо учитывать коэффициент интенсивности солнца. В южных регионах солнце светит сильнее и дольше, а в северных слабее и меньше, поэтому одна и та же панель вырабатывает разное количество электроэнергии.

Пример из практики

Это график выработки электроэнергии одной панелью мощностью 260Вт за июнь 2018 года. Суммарная выработка станции за месяц — 34,89 кВт. Из расчета, что номинальная месячная мощность батареи — 7,8кВт (260Вт Х 30 дней), её фактическая мощность оказалась в 4.5 раза выше (поправочный коэффициент). Летом он больше, зимой – меньше или вообще отсутствует.

Из графика видно, что выработка непостоянна и присутствуют резкие спады – это пасмурные дни, когда световой день короче, а солнечная активность очень слабая. Худшая производительность была зафиксирована 17.06 — около 0.4кВт, а максимальная 25.06 — около 1.4кВт.

А вот так выглядит выработка солнечной батареи по часам в течение дня:

Выработка начинается ближе к 9 утра, достигает пика к 13:00, затем постепенно снижается и прекращается около 19:00. В течение дня есть небольшие провалы — когда солнце было закрыто облаками.
Примерно с 13:00 до 15:00 выработка электроэнергии была нестабильна из-за облачности. Но и это не сильно сказалось на итоговой производительности станции — 1.32кВт.
В течение дня было множество провалов, что и отразилось на итоговой выработке станции — 0.98кВт.
А это пасмурный дождливый день, когда солнечная активность очень слабая и выработка в течение дня составила 0.45кВт.

Из этого можно сделать вывод, что целиком полагаться на солнечную электроэнергию сложно. Производительность станции сильно зависит от интенсивности солнца и даже летом она может быть непостоянна из-за пасмурной погоды.

Угол наклона солнечной батареи

Панель вырабатывает максимум электроэнергии тогда, когда солнечные лучи падают на неё под прямым углом. В этом случае лучи практически не отражаются и потери энергии минимальны. Но так как солнце в течения дня постоянно движется и меняет высоту, то поддерживать постоянным угол падения в 90° сложно.

Для этого существуют специальные механизмы, которые поворачивают панель вслед за солнцем в течение дня и изменяют угол её наклона, что дает максимально возможную выработку электроэнергии. Однако для домашней станции они нецелесообразным: при малой мощности станции дополнительные 5-15% электричества не покроют затраты на их установку.

Поэтому рекомендуется универсальное положение солнечной панели: для северного полушария направление на юг (которое охватывает максимальную траекторию движения солнца) и угол наклона в 30 ° на лето и 60 ° на зиму. Либо же средний вариант в 45 °, если панель работает круглый год.

Как рассчитать мощность электростанции на солнечных батареях

Оттолкнуться нужно от того, сколько электроэнергии вам нужно для нормального функционирования здания. Самый простой способ — выписать все эл. приборы, которые вы планируете использовать, время их работы и потребляемую мощность.

Пример:

• Холодильник: 100Вт – 24ч – 2400Вт
• Освещение: 100Вт – 5ч – 500Вт
• Чайник: 15мин – 1,5кВт – 0,03кВт
• Стиральная машина:
• Ноутбук:
• .
• Итого: 3кВт

3кВт — это мощность, которую должна производить солнечная электростанция для нормальной жизнедеятельности здания. Т.е. понадобится 12 панелей мощностью по 260Вт. На практике их производительность будет выше (при коэффициенте солнечной активности 4.5 суточная выработка станции составит 14кВт), однако мы отталкиваемся от самого пессимистичного сценария, при котором каждый день — пасмурный. Также учитывайте: если вы не подключены к зеленому тарифу или не запасаете энергию на аккумулятор, то избыток будет сгорать.

Если вы устанавливаете солнечную электростанцию для заработка на зеленом тарифе, то начать можно с любой мощности и постепенно её наращивать.

Заключение

Солнечные электростанции для дома решают две основные задачи:

• могут обеспечивать электроэнергией участок, который не подключен к сети. В самом простом варианте вам понадобится только панель, аккумулятор и контролер заряда, которые уже способны генерировать электроэнергию. Также возможна более сложная реализация, когда станция генерирует электричество и через инвертор передает его в розетки. В этой схеме дополнительно необходим преобразователь из 12В в 220В.
• служить инвестицией и источником дохода. В Украине существует закон о зеленом тарифе, согласно которому государство готово покупать у населения электроэнергию, выработанную на альтернативных источников энергии, по более высокому тарифу. Другими словами: каждый может установить в доме солнечную электростанцию и продавать электроэнергию государству.

Производительность станции зависит от мощности панели и коэффициента интенсивности солнца. Для южных регионов, где солнце светит долго и интенсивно, выработка панелей может быть в 4.5 — 5 раз больше номинала. Зимой коэффициент практически отсутствует.

При пасмурных днях даже летом выработка сильно падает. Поэтому целиком полагаться на солнечную энергию не стоит (особенно если у вас автономное энергообеспечение объекта) и не лишним будет иметь резервный источник, например — дизельный генератор.

Источник