Часто задаваемые вопросы по солнечной энергетике
Вопрос: Возможно подключить нагрузку через инвертор напрямую к солнечному модулю, без аккумулятора?
Ответ: Существуют типы инверторов которые это допускают, но для обычных инверторов это окончится фатально. Нагрузка будет работать крайне нестабильно из-за изменений освещенности и кроме того с солнечной батареи инвертор не сможет «взять» ток больше её тока короткого замыкания.Аккумулятор накапливает энергию, позволяет включать нагрузки, превышающие мощность солнечной батареи;
Вопрос: Хочу установить СБ у себя в квартире в обычном высотке? Это возможно?
Ответ: Это возможно, но вопрос лишь в том насколько это целесообразно и какую Вы преследуете цель.Сомнительна экономическая целесообразность мероприятия- электричество, получаемое от солнца гораздо дороже традиционного электричества из «розетки», к тому же по разным причинам объемы получаемой энергии будут незначительны. Вы можете направить эту энергию на работу какой либо маломощной нагрузки, к примеру освещения на балконе, освещения аквариума, прочих мелких нужд, а также для «экзотики» или исследований;
Вопрос: У меня часто бывают перебои в электроснабжении. Могут ли солнечные батареи решить проблему?
Ответ: Для ответа на Ваш вопрос нужно все тщательно рассчитать. В расчете нужно учесть расход энергии в периоды отключения внешней сети, длительность отключения, имеется ли сезонность в отключениях, какова инсоляция в Вашем регионе с учетом предыдущего замечания. Как альтернатива решению с солнечными батареями может выступить обычная система резервного питанияя с возможностью запуска генератора в ручном или автоматическом режиме для заряда АКБ, т.к. солнечная система скорее всего будет слишком дорогой, да и попросту не сыграть никакой роли, если отключение произойдет ночью или в пасмурный день;
Вопрос: Какова эффективность крепления солнечной батареи на поворотную платформу?
Ответ: При слежении с помощью трекера за движением светила по азимуту дополнительная выработка 20%, при слежении еще и по высоте солнца плюс еще 10%;
Вопрос: В купленном мной солнечном модуле защитное стекло шершавое и напоминает пластик, что это?
Ответ: Нет, конечно это не пластик, а текстурированное стекло, к тому же закаленное. Вас вводит в заблуждение рисунок на поверхности, называемый текстурой. Для проверки Вы можете убедиться в этом ударив со всей силы молотком или кувалдой, а потом заказать новый солнечный модуль:) Такое стекло с текстурой отражает от своей поверхности меньше света, особенно это актуально под острыми углами падения излучения и такая поверхность более выигрышна по сравнению с обычным гладким стеклом;
Вопрос: На этикетке солнечного модуля и его паспорте заявлена некая мощность модуля, но в реале я чаще всего наблюдаю что батарея выдает мощность меньше этой величины. С чем это связано?
Ответ: Тестирование и паспортизация солнечных модулей проходит в определенных условиях освещенности, температуры и спектра источника света. Подобные условия(STC- Standart Test Condition, E=1000Вт/м*2, Т=25С, АМ=1.5) приняты единые во всем мире. В реальной жизни условия эксплуатации довольно значительно отличаются от тестовых. В первую очередь это интенсивность освещенности. На стенде модуль замеряется при освещенности 1000Вт/м*2, а в природе подобная освещенность редко достигается на широтах нашей страны. Даже в яркий солнечный день освещенность не превышает обычно 800-900Вт/м*2. Освещенность на поверхности солнечного модуля также сильно зависит от того насколько оптимально модуль ориентирован к солнечным лучам — если они падают на поверхность модуля не под прямым углом, то освещенность ниже максимально возможной в этом месте в это время. Во вторых под воздействием солнечного излучения солнечная батарея сильно(до 60-65С) нагревается и теряет в мощности. Именно поэтому солнечная батарея в морозный солнечный день может дать паспортную мощность и даже больше, если имеются переотражения от снега или иных предметов.
Вопрос: В некоторых модулях внутри соединительной коробки имеются какие то диоды. Зачем они нужны?
Ответ: Да, в модулях мощности более 60Вт есть подобные диоды. Такие модули бывают в составе систем мощности более 1кВт. А в таких системах средней мощности актуальна проблема выхода из строя модулей при частичном затенении. Эти диоды закорачивают затененную часть солнечного модуля для предотвращения выхода его из строя.
Вопрос: Насколько оправдано приобретение солнечных модулей имеющих КПД 20% и более?
Ответ: Надеюсь что Вы не собираетесь выводить модули на космическую орбиту и имеете ограничение по весу:). Ну а если серьезно, то при отсутствии ограничений на площадь, отводимую под солнечные модули(например на катере), то экономичней покупать модули с типичным для массового производства КПД 16-18%. Модули с высоким КПД стоят дорого и покупка их нецелесообразна для обычных целей;
Вопрос: Вы рекомендуете покупать специализированные АКБ вместо стартерных автоаккумуляторов при комплектации солнечной электростанции? Почему?
Ответ: Все дело в том , что автомобильные АКБ «заточены» под абсолютно другой режим работы, а именно на кратковременные большие стартерные токи , и вследствие этого срок эксплуатации стартерных АКБ при разряде малыми токами меньше, чем у специализированных АКБ, изготовленных технологии GEL и AGM. Кроме того стартерные АКБ крайне чувствительны к глубоким разрядам;
Вопрос: Как правильно подобрать сечение кабеля для компонентов солнечной установки?
Ответ: В разделе «Энциклопедия» в разделе «Самостоятельный монтаж системы» , а также в паспорте изделия приведены таблица и формула для расчета площади сечения кабеля в зависимости от величины протекающего тока, а также длины провода;
Вопрос: Мне сказали , что нужно соблюдать определенную последовательность при коммутации солнечной батареи, контроллера и аккумулятора.
Ответ: Да, это действительно очень важный момент. Необходимо первым подключить к контроллеру аккумулятор, затем солнечную батарею и только затем нагрузку. Если нужно все разобрать, то последовательность обратная. Несоблюдение этой последовательности приводит к выходу из строя контроллера. Иными словами нельзя оставлять контроллер с каким то напряжением «наедине», если не подключен аккумулятор;
Вопрос: Какие основные компоненты присутствуют в комплекте солнечной электростанции?
Ответ: Ответ: Помимо солнечной батареи в комплект фотоэлектрической станции входят: 1)Аккумулятор. Он выступает как буфер и накапливает энергию получаемую от СБ в течении дня; 2)Контроллер заряда- ведет интеллектуальный заряд АКБ, защищает АКБ от перезаряда и глубокого разряда; 3)Инвертор- преобразует постоянное напряжение АКБ в
220В, если имеются нагрузки переменного тока; 4)Соединительные кабели; 5)Знания по монтажу системы:)
Вопрос: Короткое замыкание полюсов солнечной батареи как то отражается на её работе и ресурсе?
Ответ: Нет, СБ — это источник тока, которому не страшно короткое замыкание.;
Вопрос: Возможно применить обычный выпрямительный диод и не использовать контроллер заряда, чтобы АКБ не разряжался через СБ при низкой освещенности?
Ответ: Это возможно, если мощность СБ очень мала, а емкость аккумулятора велика. В этом случае перезаряд аккумулятора невозможен, но если мощность СБ значительна, то Вам необходимо вручную следить за заряженностью АКБ во избежание перезаряда и глубокого разряда АКБ. Обе крайности ощутимо сокращают жизнь АКБ;
Вопрос: Как должны соотноситься номинальное напряжение солнечной батареи и аккумулятора?
Ответ: Если Вы используете контроллер заряда ШИМ(PWM), то номинальное напряжение АКБ и СБ обязаны быть идентичны. При использовании контроллера заряда технологии МРРТ возможно подключить на его вход СБ с напряжением гораздо большим чем напряжение АКБ.Собственно в этом и состоит смысл МРРТ. Собственно в этом и состоит смысл МРРТ. Подробнее смотрите в разделе «Дополнительное оборудование-Контроллеры»
Вопрос: Я планирую установить солнечные батареи, но зимы у нас снежные и я хочу спросить как бороться со снежным покровом на СБ?
Ответ: Рецепт один- чистить+чистить. Любые механические способы подойдут, за исключением тех что могут нанести ущерб целостности СБ. Это может быть веник, швабра и т.д. и т.п. Например, иногда вполне достаточно подмести модуль, а оставшийся снег сходит довольно быстро с темной поверхности модуля;
© 2001-2015 «SOLBAT-Солнечные батареи», Все права защишены. Копирование запрещено.
Источник
Способы измерения мощности солнечных батарей
Что нужно для того, чтобы измерить мощность солнечной батареи и не купить, например, батарею мощностью 70 Ватт с маркировкой 100 Ватт? Всего лишь самый дешёвый тестер (мультиметр) и ясная солнечная погода.
Способ №1 (самый простой).
Расположите солнечную батарею так, чтобы на ВСЮ её поверхность падал прямой солнечный свет ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности. Необходимо проводить измерения при ясной погоде в середине дня весной-летом, когда Солнце находится максимально высоко над горизонтом (угол Солнца должен быть более 42 градусов над горизонтом).
Измерьте вольтметром напряжение холостого хода (Voc), подключив щупы вольтметра к разъемам солнечной панели.
Измерьте амперметром ток короткого замыкания (Isc), подключив щупы амперметра к разъемам панели.
Посчитайте мощность по следующей эмпирической формуле: P = Voc * Isc * 0.78, где коэффициент 0,78 — это примерное усреднённое отношение паспортной мощности панели к произведению паспортных Voc и Isc.
Чтобы определить мощность солнечной батареи, у которой в паспорте указано 100 Вт, мы провели измерения напряжения и тока, которые видны на фото выше: Voc = 22.08 Вольт и Isc = 6.37 Ампера. Подставив эти значения в формулу, можно узнать, что её мощность составляет 22.08 * 6.37 * 0.78 = 109.7 Вт.
Конечно, это не точный способ измерения и он даёт погрешность около 10%, но если при таком измерении Вы насчитаете только 70-80 Вт, то стоит задуматься, сколько же Вы реально заплатите за каждый Ватт мощности.
На протяжении многих лет мы неоднократно измеряли ток короткого замыкания солнечных батарей и заметили, что весной-летом при ясном небе в Москве ток обычно лежит в пределах от 95 до 105% от номинала. Самые низкие показания тока (около 70-80% от номинала) наблюдаются зимой и связано это с очень низким углом Солнца над горизонтом и большими потерями солнечной энергии в атмосфере.
Все фото измерений сделаны в Москве, в августе при температуре около 18 градусов в очень ясную погоду, в связи с чем мощность панели превышает свой номинал.
Источник
Солнечные батареи
Наряду с энергией ветра можно попытаться использовать и энергию Солнца.
Генерацию электричества под воздействием солнечного света (фотовольтаический (фотоэлектрический) эффект, англ. photovoltaic effect) впервые наблюдал в 1839 году Александр Эдмон Беккерель (фр. Alexandre-Edmond Becquerel):
Параметры солнечной батареи
Одна фотовольтаическая ячейка (англ. solar cell) вырабатывает в режиме холостого хода (англ. open-circuit voltage (OCV)) напряжение 0,55 В. Солнечная батарея составлена из таких последовательно и параллельно включенных ячеек.
внешняя характеристика (англ. I/V curve) солнечной панели
$V_
$I_
Точке максимальной мощности соответствует напряжение на одной ячейке около 0,45 В ($V_
Исследование моих солнечных батарей
Я приобрел на торговой площадке ebay три солнечные батареи:
Номинальные параметры: напряжение 5 В, мощность 1 Вт.
напряжение холостого хода
Нагруженная на резистор сопротивлением 100 Ом в солнечный сентябрьский день моя батарея выдает напряжение около 3,5 вольт при горизонтальном расположении батареи и 5 вольт при расположении панели перпендикулярно солнечным лучам. В пасмурный день напряжение составило около 0,3 вольта.
ток короткого замыкания
В начале апреля горизонтально расположенная батарея в течение солнечного дня с небольшой облачностью (5-6 часов) обеспечивает ток короткого замыкания 40 . 60 мА:
Зарядка аккумулятора от солнечной батареи
Для проверки возможности заряда аккумуляторов от солнечной батареи я подключил эту батарею через германиевый диод Д310 к полностью разряженному (напряжение холостого хода 1,1 вольта) никель-кадмиевому аккумулятору GP емкостью 1000 мАч и разместил на горизонтальной достаточно открытой поверхности:
После окончания заряда в течение двух солнечных июньских дней напряжение холостого хода составило 1,380 В. При подключении нагрузки в виде резистора сопротивлением 6,8 Ом напряжение составило 1,327 В и снизилось до уровня 1,1 В через 180 минут, а до уровня 0,9 В — через 195 минут непрерывного разряда (эффективная емкость аккумулятора составила при этом
500 мА·ч).
Таким образом, эксперимент по зарядке никель-кадмиевого аккумулятора можно признать успешным.
Зарядка ионистора от солнечной батареи
Также можно использовать солнечную батарею для заряда ионистора.
Ионистор (суперконденсатор, англ. supercapacitor) представляет собой гибрид конденсатора и химического источника тока. Ток утечки ионистора достаточно велик и обычно составляет 1 мкА на 1 Ф емкости. Также у ионистора заметно проявление эффекта диэлектрической абсорбции.
Я располагаю двумя ионисторами —
- ионистор 5R5D11F22H емкостью 0,22 Ф на напряжение 5,5 В
- ионистор емкостью 100 Ф на напряжение 2,7 В (приобретен на ebay)
Я использовал для эксперимента с солнечной батареей ионистор на 100 Ф.
Внутреннее устройство этого ионистора после его разборки:
1 — угольная прослойка
2 — металлическая пластина
Для ионистора важно не превышать предельно допустимое напряжение (в моем случае 2,7 В). Для ограничения напряжения я использовал шунтовой регулятор — параллельно подключенный к солнечной батарее «зеленый» светодиод (1). Опытным путём я установил, что падение напряжения 2,7 В на таком светодиоде соответствует току через светодиод, равному 50 мА (ток короткого замыкания солнечной батареи не должен превышать это значение для гарантии целости ионистора).
вольт-амперная характеристика «зеленого» светодиода
Для «красного» светодиода (2) при токе 50 мА падение напряжения составляет 1,94 В. Для «белого» светодиода (3) при токе 50 мА падение напряжения составляет 3,34 В (при 30 мА — 3,18 В).
Для предотвращения разряда ионистора я подключил его к солнечной батарее через эмиттерный p—n переход германиевого транзистора МП38 (падение напряжения на нем составляет 0,2 — 0,3 В), играющий роль блокирующего диода (англ. blocking diode).
Я расположил эту конструкцию на горизонтальной поверхности утром (в 10 35 ) довольно сумрачного февральского дня (ионисторы не слишком боятся низких температур, но при снижении температуры до — 30° C внутреннее сопротивление (ESR) ионистора возрастает в 2. 3 раза.). При этом ионистор был разряжен до напряжения 0,088 В. Через семь часов (к 17 35 ) напряжение на ионисторе достигло 1,45 В. Для изучения саморазряда я оставил ионистор подключенным к схеме на ночь в слабоосвещенном помещении. Через час напряжение на ионисторе упало до 1,23 В, через два часа — до 1,11 В.
Сначала я сделал на основе этой батареи вот такое герметичное зарядное устройство для аккумуляторов:
Затем я использовал эту солнечную батарею для питания акустического отпугивателя воробьев.
Продолжение следует
Источник