Сонячна батарея своїми руками
Автономна сонячна система своїми руками включає в себе певні витрати, випробування, монтаж, навчання членів сім'ї жити економно. Економія грає важливу роль, оскільки автономне опалення вимагає абсолютно іншого підходу до споживання енергії.
Автономне енергопостачання - своїми руками або купити?
Оскільки сонячні батареї - це найголовніша складова автономки, поговоримо про них. Існує два варіанти - створити сонячну панель своїми руками або придбати в магазині готову. За вартістю кілька панелей зроблених самостійно і придбана панель тієї ж потужності будуть приблизно однаково. Однак, продукт зроблений власними руками, звичайно, ж являє більший інтерес.
З доступних сонячних батарей можна виділити три технології, які мають різні типи:
- монокристалічний кремній;
- полікристалічний кремній;
- аморфний кремній.
Відмінність перерахованих варіантів полягає в їх структурі.
Зупинимося на них докладніше.
Типи сонячних батарей
Аморфний кремній є найбільш перспективним. Дані сонячні батареї можуть бути з гнучкими (гнуться) панелями і виробляти електричну енергію навіть у хмарну погоду. Однак вони схильні до швидкої деградації і зниження ККД.
Монокристальна чисті осередки з первинного кремнію. Зовнішній вигляд - чорні пластини практично квадратної форми з закругленими краями. Нерідко вони розпилюються з метою збільшення напруги.
Полікристал. Складаються з не надто чистого (вторинного) кремнію.
Перший варіант набагато дорожче інших.
Сонячна батарея своїми руками - з чого починати?
Перед початком виготовлення власної сонячної батареї необхідно визначитися зі складовими. Нижче ми наведемо приблизний варіант створення сонячної панелі своїми руками.
Для початку слід придбати сонячні елементи класу Grade (китайські). Не забудьте перевірити комплектацію: розпаєчних коробки, шини, за допомогою яких з'єднуються осередки між собою, кабель (хоча б пару метрів).
Далі будуть потрібні роз'єми для підключення батарей MC4 і загартоване просвітлене скло (товщина 4 мм). Зазначена товщина допоможе захистити батарею від граду, бурульок, ударів камінням, а його просвітленість дозволить збільшити ККД.
Наступним придбанням буде алюмінієвий куточок (30 х 30) з кріпленням до нього.
Підключення сонячної батареї своїми руками до системи буде здійснюватися за допомогою багатожильного мідного кабелю (перетин 6 мм 2).
Для зарядки знадобиться контролер PWM, а харчування буде забезпечуватися автомобільним інвертором потужністю 100 Ватт (китайських).
Самостійне створення сонячної батареї - бюджетний варіант
Отже, розглянемо збірку сонячної батареї своїми руками. Ваше замовлення модулі, були отримані в коробці, і як видно на фото, частина з них була поламана. За скаргою було отримано від продавця ще 10 осередків.
Зарядка акумулятора вимагає наявність напруги, що перевищує 14, 4 Вольт, отже, осередки повинні бути об'єднані послідовно.
Керуючись досвідом умільців, було прийнято рішення зробити об'єднання на одному склі двох ланцюгів по 36 елементів кожна. Виходячи з цього передбачувана кількість отриманої енергії може скласти до 144 Вт.
Повернемося до створення батареї.
Все дуже просто, необхідно припаяти шинки.
Далі підготуємо скло з рамою:
В результаті ми отримуємо сонячні панелі в кількості двох штук, розрахункова потужність яких 288 Вт.
Однак не слід забувати про ряд існуючих умовностей. Наприклад, в процесі нагрівання ККД сонячної панелі, як правило, знижується від початкового приблизно на 20%. Крім цього на зниження ККД впливають тріщини і непропаянние елементи. Виходить, що стає вибір між самостійним виготовленням сонячної панелі або все таки придбанням готової заводської конструкції.
Базове напруга автономної системи енергопостачання
При підготовці до роботи і проектуванні власної сонячної батареї одним з перших завдань є вибір базового напруги. Напруга в сонячних батареях має показник, кратний 12, оскільки велика частина акумуляторних батарей з такою напругою. Говорячи мовою фізиків, з формули електричної потужності P = U * I виходить, що при збільшенні напруги з рівною потужністю, зменшується струм. Внаслідок цього знижується навантаження на базу елементів і знижується перетин проводів. Однак постійне збільшення напруги неможливо, оскільки це є небезпечним для людини. Також плюсом низьких напруг є те, що цей показник дорівнює напрузі акумуляторів в автомобілях. На додаток до сказаного слід зазначити що можливо наростити акумуляторну ємність шляхом додавання акумуляторних батарей в паралель. Неприємним моментом також при послідовному з'єднанні є розбалансування, що призводить до почергового виходу з ладу осередків сонячної панелі своїми руками.
Як вибрати контролер заряду для сонячної батареї
Існуючі варіанти контролерів пропонують два типи приладів:
- PWM або ШІМ;
- Maximum Power Point Tracking.
Першого типу властива простота, а саме, при досягненні максимального заряду, контролер подає струм на акумуляторну батарею шляхом пульсації. Перевагою даного варіанту є також його недорога ціна, а недоліком те, що, номінальну напругу акумуляторної батареї має збігатися з номінальною напругою вашої батареї.
Другий тип має більш високу вартість і складність. Однак ККД даного контролера вище.
У нашому випадку своє застосування знайшов китайський контролер PWM, здатний дати заряд до 30 А (360 Вт) при напрузі 12 В.
З метою відстеження стану акумулятора і надходить заряду ми додали вольтметр або амперметр. Акумулятор взяли найдешевший з ємністю 190 А / ч.
Інвертор для сонячної панелі
Інвертори можуть бути двох типів, що мають на виході:
- чисту синусоїду;
- модифіковану синусоїду.
Інвертор першого типу видає синусоїдальний сигнал (чистий), а другого типу - сигнал сходинкою.
В цілому різниці вони не уявляють, значно відрізняється їх вартість. Чим же цінний чистий синус для сонячної батареї власними руками? При підключенні інвертора з модифікованою синусоїдою може з'явитися відчутний шум, а також деякі побутові пристрої при взаємодії з модифікованою синусоїдою можуть нагріватися, внаслідок чого виникають поломки (компресори холодильників). Щоб уникнути неприємних ситуацій все-таки слід вибрати інвертор з чистим синусом.
Як підібрати потужність інвертора
Як правило, при виборі інвертора необхідно провести наступний розрахунок: скласти всю навантаження, яка планується і помножити її на два. Однак при цьому слід пам'ятати про те, що різні навантаження можуть вести себе по різному. Отже, потужність вашого інвертора в сонячної панелі, створеної самостійно повинна бути здатною забезпечити дворазовий запас споживання ваших побутових приладів і техніки або десятикратний на випадок запуску двигунів.
У нашому випадку вибір зупинився на двох китайських инверторах, потужність яких склала 1000 і Потужність 600 Вт.
дублювання систем
Для того щоб убезпечити себе від неприємних ситуацій у вигляді відсутності електрики, в процесі підбору недорогих комплектуючих слід задуматися про дублювання системи. Це задоволення не з дешевих, проте в майбутньому воно в разі неприємних несподіванок зможе забезпечити вам безперебійність енергопостачання.
В цілому наш варіант автономної системи електропостачання включає в себе:
- сонячні батареї - 2 шт. сумарна потужність 80 В;
- контролер заряду акумуляторної батареї PWM (максимальний струм до 30 А);
- акумулятор автомобільний. свинцево-кислотний (ємність 190 А / ч);
- інвертор з модифікованою синусоїдою на 600 і 1000 Вт.
Наочна схема бюджетної сонячної батареї виглядає наступним чином:
При самостійному виготовленні автономної сонячної панелі слід звернути увагу на порядок підключення інвертора (безпосередньо до акумулятора). Також уникайте обривів харчування контролера в процесі роботи сонячних батарей.
Дана система дозволить отримувати електрику для освітлення і навіть працювати з електричними інструментами в сонячну погоду.
У зв'язку з постійним підйомом цін на енергоносії, все більше людей замислюються про енергетичну автономії і природним чином звертають свою увагу на різноманітні альтернативні джерела енергії. Одним з найбільш перспективних джерел теплової енергії для опалення будинку або котеджу є тепловий насос - обладнання, здатне працювати за рахунок відносно незначного перепаду температур в глибині грунту і на його поверхні.
Сонячна батарея на дачі - це реально вихід! Нарешті ми перестанемо жити влітку як печерні люди без електрики. Раніше весь час були перебої і це було жахливо незручно, тепер ми не залежимо ні від кого.