Солнечные батареи для прицепа дома

Солнечная батарея для автодома. Эффективно или нет?

Солнечная батарея. Что это?

Солнечная батарея — это объединение ячеек с полупроводниками (чаще всего кристаллы кремния), преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечная панель — готовый продукт. А именно — определенное количество этих ячеек, соединенных между собой, базирующихся на твердой или гибкой основе заданного размера. Чем больше ячеек в панели, тем большего она размера, тем мощнее ее характеристики.

Эффективно ли это в наших широтах

Да. Эффективность солнечной батареи зависит от интенсивности солнечных лучшей и от правильного угла падения этих лучей на панель (в идеале угол должен быть прямым). Но даже в условиях облачности, а так же при горизонтальном плоскостном базировании, ячейки все равно вырабатывают зарядный ток, пусть и с меньшей эффективностью.

Типы солнечной батареи

По структуре кристаллов в ячейках солнечные панели разделяются на поликристаллические и монокристаллические. Различия в разной технологии производства. На практике существует множество споров, что лучше. Самое распространенное мнение — монокристалл работает лучше в ясную погоду, но почти полностью бездействует в пасмурную. Поликристалл работает хуже, чем монокристалл в ясную погоду, но выдают пусть и слабый, но зарядный ток даже в пасмурную погоду.

По строению солнечные панели разделяются на гибкие и твердые. В первом случае кристаллы кремния в ячейках сделаны более гибкими, что позволяет размещать панель на кривых формах. Гибкость такой панели все же значительно уступает листу бумаги, поэтому позиционировать ее можно только на изгибах с плавным, не большим углом или закруглением. Такие панели заметно легче, по сравнению с твердыми.

Твердые панели выполнены в раме из анодированного алюминия, сверху закрытые закаленным стеклом и полимерной пленкой. Такие панели имеют куда большую прочность и долговечность, лучше охлаждаются и стоят дешевле.

Позиционирование солнечной батареи

В идеале угол наклона панели к солнечным лучам должен примерно соответствовать широте места базирования. Для Москвы — 53°. Более эффективным будет менять угол 2 раза в год на 15° (в большую сторону для зимы, это позволит панели самоочищаться от снега, в меньшую для лета).

В реальности, крыша на автодомах и караванах плоская, поднимать и опускать панели каждый раз во время стоянки не каждому захочется. Горизонтальная позиция допустима, но при этом пропадает полезное рабочее время утром и вечером, когда солнечные лучи «соскальзывают» с панели и не преобразуется в достаточном количестве в электричество. Устранить этот недостаток можно либо большим числом панелей либо меньшим числом потреблением электроэнергии.

Контроллер. Это зачем?

Напряжение и зарядный ток на солнечной панели меняются в зависимости от интенсивности солнечного освещения. Контроллер выравнивает напряжение на выходе до «зарядного», прерывает заряд, избегая «перезаряд» аккумулятора, заново подключает «заряд» при «разряде» аккумулятора, отключает потребителей при критическом «разряде» аккумулятора. Существует 2 типа контроллеров: ШИМ (PWM) и MPPT. Отличаются они разными технологиями заряда. Если у вас одна или две солнечные панели, нужно использовать PWM контроллер, панели подключаем параллельно. Если число панелей более трех, эффективнее будет использовать MPPT контроллер, подключение панелей последовательное.

Монтаж на крышу

Гибкую панель можно сразу монтировать на клей-герметик. Для монтажа твердой панели используют специальный аэродинамичный крепеж, обеспечивающий просвет (около 10 мм) между рамой панели и крышей автодома для лучшего охлаждения (солнечная панель в процессе работы сильно нагревается и для поддержания рабочих показателей нуждается в вентиляции). Алюминиевый уголок из ближайшего строительного магазина так же станет отличным крепежом, пусть и не столь эстетичным. Рама панели с крепежом соединяются винтами через сверления, крепеж с крышей — через клей-герметик. Обычно это Sikaflex 252i, Sikaflex 552 или Decalin Decaseal 8936. При демонтаже герметик срезается струной. Соединение панелей между собой, а так же проводкой, идущей на контроллер, происходит с помощью специальных клемм. Для герметичной прокладки кабеля сквозь крышу используется пластиковый «проход», который так же монтируется к крыше на клей-герметик.

Аккумулятор

Любая солнечная панель призвана заряжать аккумулятор, а он в свою очередь раздавать электричество потребителям (12В на прямую, 220В через инвертор). Предпочтения следует отдать тяговым свинцово-кислотным аккумуляторам по AGM или GEL технологиям. Такие аккумуляторы выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, герметичны и безопасны. При ограниченном бюджете так же подойдут жидко-кислотные свинцовые аккумуляторы. Для их безопасного использования необходимо обеспечить отвод на улицу вредных кислотных паров, выделяющихся при заряде.

Сколько панелей и аккумуляторов мне нужно в мой автодом?

Главный вопрос, задаваемый каждым караванером. Для ответа на него, необходимо сначала посчитать мощность всех потенциальных потребителей и периодичность их использования за одни сутки. Исходя из этого подобрать количество и емкость аккумуляторов, а так же мощность инвертора (если потребители будут на 220В), после — количество и мощность солнечных панелей (учитывая полезную площадь и рельеф крыши, а так же люки, грибки и антенны, мешающие позиционированию больших панелей). Если этот вопрос вызывает затруднения, можно начать с классического комплекта начинающего караванера: поликристаллическая солнечная панель на 150 Вт, гелиевый аккумулятор 100 А/ч.

Этот набор позволит вам:

• Пользоваться 12 вольтовым освещение;
• Использовать насос для воды;
• Заряжать телефоны, планшеты, ноутбуки;
• Смотреть небольшой ЖК-телевизор;
• Пользоваться системой раздува от 12В в вашем газовом отопителе.

В течении светового дня солнечная панель будет заряжать аккумулятор, вечером и ночью вы будите его использовать. Поняв, что мощности панели не хватает, что бы зарядить аккумулятор полностью в течении дня, вы всегда можете добавить еще одну или две панели на 100 Вт/150 Вт, подсоединив их параллельно первой.

Источник

Купил солнечную систему электроснабжения для прицепа-дачи. Что в нее входит и сколько стоит

Еще лет двадцать назад само понятие «солнечная электростанция» можно было встретить разве что на страницах фантастического романа или в статье научно-популярного журнала.

Технология строительства солнечных батарей была баснословно дорогой и абсолютно не доступной для простого обывателя.

Но время идет и все в этом мире меняется. Сегодня, практически любой человек может обзавестись подобной системой и стоимость такого решения вас приятно удивит.

После покупки «прицепа-дачи» я долго и скрупулезно изучал данный вопрос. Очень хотелось иметь полную автономность в путешествиях, и способ этого добиться нашелся практически сразу.

Я решил получать электричество от солнца, и сегодня хочу рассказать, как это сделать, и в какую сумму солнечная электростанция мне обошлась.

В первую очередь хочу сказать, что абсолютно ничего сложного тут нет. Сегодня на рынке представлены сотни компаний, выпускающих оборудования для автономных солнечных систем.

По факту, для самой простой и примитивной солнечной электростанции нужно всего четыре компонента.

1. Солнечные панели

Они разделяются на два типа: монокристаллические и поликристаллические. Я выбрал первый вариант по причине большей эффективности. КПД их работы примерно 22-25 процентов, тогда как поликристаллические способные выдавать КПД лишь 18%

Второй показатель, это мощность. В моем случае я остановился на панелях 100 вт. Я буду ставить две штуки, и этого для более чем достаточно для полной электрификации прицепа.

Ну и последнее, на что стоит обратить внимание, это тип крепления. Панели бывают жесткими и гибкими. Жесткие идеально подойдут для постройки электростанции на даче или в загородном доме, а гибкие идеальны для автодомов и караванов.

2. Аккумулятор

Самый дорогой компонент системы — это аккумулятор. Обычный автомобильный тут не подойдет, поскольку он не рассчитан на частые разряды и если его внедрить в систему, быстро выйдет из строя.

Для солнечных станций используются специальные аккумуляторы, допускающие глубокий разряд.

Я для своего каравана выбрал аккумулятор емкостью 200 ам/ч. Хотя по всем расчётам, мне должно было хватит и сто амперной версии, но все же решил взять с запасом. Аппетит, как говорится, приходит во время еды.

3. Солнечный контроллер

Если солнечная панель — это сердце системы, то контроллер является ее мозгом. Без этого прибора нормальная работа солнечной электростанции попросту невозможна.

Данный прибор эффективно распределяет энергию, полученную от панелей, в нужном количестве отправляет ее на аккумулятор поддерживая в нем максимально допустимый заряд.

Прибор имеет три гнезда подключения. В первый присоединяется солнечная панель, во второй аккумулятор, а третий идет непосредственно на потребителей. Все элементарно просто.

Существуют два типа контроллеров: PWT и MPPT. Второй тип более современный и отличается от своего собрата тем, что позволяет вытянуть из панелей максимум энергии.

4. Инвертор

Ну и последнее что придется приобрести, инвертор на 220 вольт. Он подключается уже непосредственно к аккумуляторной батарее и повышает вольтаж с 12 вольт в 220.

Они бывают разной мощности, поэтому выбирать нужно исходя из необходимости подключения тех или иных приборов.

У нас от 220 вольт будет работать только небольшой холодильник, по этому нам подходит даже самая простенькая модель.

В итоге вся система обошлась мне в 55 000 рублей.

За эти деньги я получу бесплатное и безлимитное электричество в любом месте, куда бы ни отправился.

Что касается солнечной электростанции для дачи, то есть даже готовые решения в продаже. Система на 2квт будет стоить около 150 тысяч рублей.

Дорого это или нет, каждый решает сам. Я же своим приобретением более чем доволен и обязательно ее протестирую в первом же путешествии. Очень надеюсь, что оно произойдет уже очень скоро.

Источник

Просмотр темы — Солнечная энергетика для караванеров (резюме)

Форум караванеров

Солнечная энергетика для караванеров (резюме)

Солнечная энергетика для караванеров (резюме)

palex » 14 фев 2014, 09:23

Просьба к «понимающим», «соображающим», «хорошо знающим энергетику (а солнечную особенно)» не позорьтесь — и не пишите А/ч, А\ч и прочие вариации. Запомните, пожалуйста, что емкость измеряется в А*ч (Ач).

Итак:
Немного о том, что же из себя представляет солнечная энергетика:
Общие сведения:
При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Этот процесс называется фотоэлектрический эффект. Эффективность преобразования (в бытовых панелях) составляет до 22%. Но, поскольку энергия все равно бесплатная коэффициент преобразования нас волнует только с точки зрения площади панелей (поскольку цена за панели идет за 1 Вт полученной энергии). Поэтому коэффициент полезного действия (КПД) ( который некоторые считают, и этим обосновывают неэффективность солн. панелей) — . большая неумность.
Заряд аккумулятора от солнечной панели полезен аккумулятору (даже если в наличии есть генератор). Это связано с тем, что аккумулятор за 20% времени набирает 80% заряда, и за оставшиеся 80% процентов времени берет оставшиеся 20% заряда. Т.е. в конце заряда ток заряда аккумулятора снижается. И использование генератора для зарядки аккумулятора «до конца» нецелесообразно. Вот здесь-то солнечная панель, даже небольшой мощности сослужит неоценимую службу. Если все время заряжать от генератора на 80%, без регулярного заполнения аккумулятора «полностью», то смерть аккумулятора наступает очень рано.
Сразу же скажу — «сказки» циркулирующие на караванерских сайтах о том, что солнечная панель дает зарядку даже под уличным фонарем ночью — это именно сказки. Токи заряда в 0,01-0,05 А конечно идут, зелененький светодиод светится, но аккумулятор 100 А*ч вы будете заряжать таким током около 4000 часов, т.е. около 170 дней. На самом деле вообще никогда не зарядите, но для понимания процесса указанные расчеты полезны.

Для использования солнечной энергии караванеру необходимо:
Солнечная панель (панели),
контроллер,
аккумулятор,
провода
если собираетесь пользоваться приборами на 220 В, то преобразователь 12-220.

Солнечные панели.
1. Солнечные панели делятся по типу элементов: монокристаллические и поликристаллические и аморфные.
Монокристаллические и поликристаллические у караванеров используются. Рассмотрим их различия:
Внешне они различаются по цвету (монокристалл-черные , поликристалл-синие ).
По структуре (см. фото ниже)

По эффективности (у монокристаллической панели больше КПД, поэтому, при той же мощности, она имеет меньшую площадь (примерно на 1/3)
По цене (цены за 1 Вт на монокристалл и поликристалл — панели почти сравнялись (разница составляет 7-10% в пользу поликристаллических (они дешевле)).
По работе в тени ( в условиях частичного затенения поликристаллическая панель дает лучшие показатели. При перпендикулярном падении солнечных лучей, напротив, выигрывают монокристаллические Поэтому, при применении монокристаллических панелей вопрос корректировки положения панелей относительно солнца имеет более важное значение).
Вот здесь неплохое сравнение монокристалла и поликристалла с выводами По итогам дня монокристалл, все-таки выигрывает.
«Следилки за солнцем» есть, разработаны украинскими товарищами (Автоматика ориентации солнечной батареи и Мой конструктив для автоматической ориентации СП на солнце)

Аморфные — гибкие, имеют существенно более низкий коэффициент преобразования (6-10%), имеют более значительную деградацию (меньший срок службы), поэтому для караванеров интереса не представляют.

2.Солнечные панели делятся по мощности и напряжению:
Бытовые панели бывают мощностью 5-200Вт.
Чаще напряжение панелей бывает 12 и 24 В. Однако, это не те 12 и 24 вольта, которые в аккумуляторе. Фактически, панель на 12 В имеет напряжение холостого хода около 21 В, напряжение максимальной мощности 17,8В. Но, сначала, про параметры солнечных панелей:
Rated Power (мощность панели) (измеряется в Вт).
Указанная мощность достигается в следующие условиях: (Measured at standard test conditions: 25°C, AM1.5, 1000W/m2) — температура панели (!) 25°C (а не воздуха ); диапазоне света, отвечающего солнечному излучению после прохода безоблачной атмосферой Земли (воздушная масса 1,5); приходящая солнечная энергия 1000 Вт/кв. м.
При повышении температуры солнечной панели (а на солнце она, естественно, сильно нагревается до 75°C и выше) производительность падает (при 75°C на одну треть). Компенсацию уменьшения производительности необходимо производить увеличением мощности (площади) панелей.
В пасмурную погоду удельная мощность солнечного излучения в очень облачную погоду (широта средней полосы России) даже днём может быть менее 100 Вт/м². Это означает снижение мощности, выработанной панелями в 10 раз. Учтите это при выборе мощности панелей.
В средней полосе России количество вырабатываемой энергии (для неподвижных панелей, ориентированных на юг) в солнечный день можно прикинуть по фомуле:
Мощность (в Вт)*5=выработанная энергия (в Вт*ч).
Tolerance +/- 5% — допустимое отклонение параметров от номинала
Max. power voltage, Vm — напряжение при котором с панели снимается максимальная мощность. Дело в том, что солнечная панель имеет очень своеобразную вольт-амперную характеристику.

Электрический режим работы солнечной панели в каждый момент времени характеризуется точкой на вольтамперной характеристике, соответствующей мгновенным значениям тока и напряжения. Мгновенная выходная мощность, равная произведению тока и напряжения предоставлена на вольтамперной характеристике как площадь, ограниченная осями координат и прямыми, соответствующими мгновенным значениям тока и напряжения. Оказывается, что, зная параметры вольтамперной характеристики солнечной панели, можно найти на ней такую точку, что эта площадь, а значит, и выходная мощность будут максимальными. Такую точку называют МРР (англ. сокращение от maximum power point — точка максимальной мощности), а соответствующий ток и напряжение обозначают lmpp и Umpp. Для достижения такого режима работы достаточно отрегулировать сопротивление нагрузки солнечной панели так, чтобы оно было равно Umpp/Impp.
Если последний абзац не понятен, то, проще можно сказать так: мощность модуля (количество вырабатываемой энергии=произведению силы тока на напряжение) зависит от того какое напряжение с этого модуля снимается. Есть некое оптимальное напряжение, которое меняется от освещенности.
Подробнее эту часть рассмотрим в разделе «контроллеры».
Max. power current, Im — максимальный ток (достигается при определенном значении Vm).
Следствием такой вольт-амперной характеристики является то, что с дешевым контроллером (ШИМ/PWM) максимальную мощность от солнечной панели получить не удастся.
Open circuit voltage (Voc) — напряжение разомкнутой цепи.
Short circuit current (Isc) — ток короткого замыкания.
Иногда, справочно, указывается параметр Cell efficiency — количество падающей световой энергии, преобразумой в электричество.

Теперь, вернемся к мощности панелей.
Какую мощность предпочесть? На эту тему сломано не мало копий на всех сайтах, посвященным караванерам.
Краткие выводы из 2857 постов:
1. Много солнечных панелей не бывает.
2. Если ваши солнечные панели в тени (неважно почему), то выработка снижается до 10 раз.
3. Необходимый минимум (по мнению большинства) 100 Вт.
4. Есть те, кому хватает 60 Вт, но те, у кого 100 Вт, обещают тем, у кого 60, скорую необходимость в докупке панелей.
5. Купить сразу с запасом дешевле, чем докупать потом.
6. Компрессорный холодильник от 200 Вт панелей работать на постоянной основе не может, даже в солнечный день.
7. Запустить кондиционер от солнечных панелей — задача нереальная (проверено и теоретически, и практически. 650 Вт панелей с задачей не справились).

Отдельные пункты из списка могут быть опровергнуты в идеальных условиях, но в целом — их можно принять за правило.
Подсчитать необходимое количество панелей можно здесь (это ссылка), либо самостоятельно.
Считаете сколько Вт*ч вам надо в сутки. Далее, делите ваши Вт*ч на 12 В (для 12-вольтовой сети), получаете А*ч. Умножаете их на два (если планируете пережить 1 день без солнца), на три (если 2 два дня) и т.д. — получаете емкость аккумулятора (про аккумуляторы — позднее) и примерную мощность панелей (1А*ч емкости аккумулятора хорошо сочетается с 1Вт солнечной панели).
Что дает увеличение емкости аккумулятора рассмотрим в разделе аккумуляторы, а увеличение емкости солнечных панелей позволяет максимально накопить энергию, если солнце выходит ненадолго, справиться с подачей энергии, если день пасмурный и т.д.

3.Солнечные панели делятся по виду основы на алюминиевой раме со стеклом сверху и на пластиковой основе под прозрачной пленкой
Плюсы алюминиевой рамы и стекла очевидны — прочность, надежность; в недостатках — вес (грузить крышу каравана на наших «дорогах» — роскошь малопозволительная).
Плюсы панелей на пластиковой основе — они немного гнутся, легкие (100 Вт панель весит около 2 кг), но в полтора-два раза дороже и защитная прозрачная пленка царапается очень легко . В общем, платим в любом случае мы либо за облегчение панелей, либо за ремонт каравана.

Источник