Солнечная панель без аккумулятора: Часто задаваемые вопросы

Типы солнечных панелей

Солнечные батареи преобразуют в электричество бесплатный свет солнца, а с учетом того, что цена полупроводников, из которых они сделаны, с каждым годом снижается на яхте или катере панели окупаются в течении нескольких месяцев — года. Их экономически выгодно устанавливать на лодку как можно больше. Однако результат разочарует, если не правильно подобрать мощность батарей или смонтировать их не в тех местах.На катерах и яхтах используется три типа солнечных панелей:

В монокристаллических панелях каждая ячейка вырезана из одного кристалла кремния. Хотя некоторые полугибкие модели также используют монокристаллические ячейки, как правило панели этого типа жесткие и не переносят изгибов. Коэффициент преобразования света в электрическую энергию у них достигает 22%, но чаще всего составляет 16 — 18%.

У большинства монокристаллических панелей сплошная жесткая задняя стенка. Недавно появились двухсторонние модели, позволяющие собирать свет обоими сторонами. Это удобно, когда под панелью расположена отражающая поверхность, например, белая верхняя часть кабины.

Сделанные под ваши требования на заказ высокоэффективные морские солнечные модули зарядят аккумуляторные батареи,и вам не придется заводить для этого двигатель. Гладкие, легкие и гибкие морские солнечные панели предназначены для бесшумной генерации энергии даже в условиях низкой освещенности. Они устойчивы к соленой воде, неблагоприятным погодным условиям и даже к пожару

Получить расчет солнечных панелей для катера или яхты

В поликристаллических солнечных батареях каждая ячейка состоит из нескольких небольших кристаллов. Такие панели менее эффективны, чем монокристаллические, особенно при низких уровнях освещенности, но зато легче и дешевле.

Во время производства аморфных пластин, испаренный кремний осаждается на подложке. Аморфные панели самые дешевые и очень гибкие, однако их эффективность наименьшая.

Каждая кремниевая ячейка, независимо от размера, при попадании на нее прямого солнечного света создает напряжение около 0,6 вольт. Напряжение всей батареи можно приблизительно определить умножив 0,6 на количество ячеек. Например, напряжение солнечной панели, состоящей из 30 ячеек —  18,0 вольт.

Выходной ток ячейки зависит от ее типа, качества и площади занимаемой поверхности. Поэтому чтобы получить одинаковую выходную мощность с помощью аморфных и монокристаллических панелей, аморфными придется занять в два раза большую площадь. Кроме того, мощность аморфных батарей примерно на 10% меньше номинальной в течение одного – двух лет после производства. В дальнейшем она стабилизируется.

Характеристики солнечных батарей

В спецификации на солнечную батарею производитель указывает следующие характеристики:

• Voc — напряжение разомкнутой цепи. Это напряжение отсоединенной от аккумулятора солнечной батареи
• Isc — ток короткого замыкания. Максимальный ток, который выдает панель, если замкнуть между собой ее клеммы. Выходное напряжение батареи в этом случае равно нулю
• Imp — максимальный ток нагрузки
• Vmp — напряжение при максимальной мощности
• Pmax — максимальная мощность солнечной батареи. Это произведение двух предыдущих параметров. Иногда приводят только максимальную мощность и соответствующее напряжение на нагрузке. В этом случае ток нагрузки можно найти, разделив мощность на напряжение.

Ни одна из приведенных характеристик не описывает реальную производительность солнечной батареи – выходной ток при напряжении зарядки аккумулятора

Солнечные батареи испытывают в стандартных условиях. С точки зрения владельца катера или яхты наиболее важные из них — это предположение о том, что лучи солнца падают на батарею под углом 90 градусов, а ее температура составляет 25 ° C. Результаты испытаний изображают в виде вольтамперной характеристики. Иногда производители приводят данные для нескольких разных температур. Максимальная мощность солнечной батареи соответствует изгибу вольтамперной характеристики при 25 ° C.

Напряжение панели при максимальной мощности зависит от количества ячеек и их температуры. Оно всегда выше, чем рекомендуемое напряжение зарядки, но при подключении к аккумулятору снижается. Из-за этого даже при стандартных условиях тестирования выходная мощность при напряжении зарядки аккумулятора всегда меньше номинальной на 20-25%.

Точно узнать насколько падает мощность, можно если измерить ток, отдаваемый солнечной батареей во время зарядки аккумулятора. Например, 50-ваттная панель с номинальным напряжением 17 вольт обеспечивает ток 2,94 ампера (Вт / вольт = ампер). По вольтамперной характеристике при температуре 25-градусов находим, что при напряжении 13,0 вольт выходной ток солнечной батареи составляет 3,0 А (Напряжение 13 вольт подходит для зарядки разряженного аккумулятора и аккумулятора с подключенной нагрузкой). Хотя выходной ток изменился незначительно по сравнению со значением при номинальном напряжении, выходная мощность снизилась до 13,0 вольт × 3,0 ампер = 39 Вт. Это на 22% меньше номинальной мощности.

Существуют и другие потери, которые необходимо учесть перед установкой солнечных батарей на яхту или катер. На суше панели монтируют на опорах, расположенных под углом к горизонту. В этом случае на поверхность попадает максимальное количество лучей солнца. Но если таким образом установить панели на катере или яхте, после каждого поворота они будут терять солнце. Чтобы избежать этого панели на лодках почти всегда устанавливают в фиксированном месте горизонтально. Однако даже в тропиках солнечный полдень (время, когда солнце находится прямо над головой) продолжается всего несколько часов в день. В остальное время лучи солнца падают на панель при меньших углах и количество передаваемой ими энергии заметно уменьшается.

Мощность солнечных панелей

Реальная мощность панели снижается еще больше, если облако заслоняет солнце или на поверхность батареи падает тень от такелажа, парусов или мачты. Даже частичное затенение одной ячейки в цепи соединенных последовательно значительно уменьшает выходной ток.

Резкие тени влияют на выходную мощность сильнее, чем тени с нечеткими краями. Если на ячейках не установлены шунтирующие диоды, то резкая тень на одной ячейке уменьшит выходной ток всей панели пропорционально затененной площади (например, 50% затенения только одной ячейки снизят выход всей панели на 50%). Ячейка, оказавшаяся в тени, потребляет ток от соседних и перегревается.

Шунтирующие диоды уменьшают проблемы от затенения. Они изолируют попавшую в тень ячейку и останавливают развитие «горячих точек». Однако каждая изъятая из общей цепи ячейка уменьшает напряжение всей панели. Поскольку из-за нагрева выходное напряжение панели снижается, то может возникнуть ситуация, когда оно окажется ниже уровня пригодного для зарядки аккумулятора. В этом случае выгода от шунтирующих диодов исчезает.

Резких теней, падающих на поверхность солнечной батареи на яхте или катере необходимо избегать

Даже в солнечном климате, энергия, реально генерируемая панелью в течении дня, редко превышает уровень 4-5 часов работы при максимальной мощности. Часто это значение еще меньше. Расчеты лучше основывать на предположение, что дневная выработка электричества соответствует 3-4 часам работы батареи на номинальной мощности.

Такой способ сопоставления реальной энергии, вырабатываемой солнечной батареей с максимальной называется пиковыми солнечными часами —  Peak Solar Hours (PSH). Существуют веб-сайты, которые рассчитывают PSH для разных частей света и для разных периодов года. Однако почти все они предполагают, что солнечные панели установлены под углом к горизонту и на них не падает тень. В этом случае PSH получается значительно завышенным. Поскольку реалистичная оценка PSH – 3, то число, получаемое от онлайн-калькулятора, необходимо уменьшить минимум на 30%.

6-ваттная солнечная панель, работающая 3 часа в день, в 12-вольтовой электрической системе произведет 18 Втч = 1,5 ампер-часа электрической энергии в день. 30-ваттная — 90 ватт-час или 7,5 ампер-часов в день (количество ампер-часов в день при напряжении 12,0 вольт = номинальная мощность / 4). Если ежедневное потребление электрической энергии известно, например, 60 ампер-часов при напряжении 12 вольт, то мощность солнечной панели определяют умножив ампер-часы на 4 (60 Ач × 4 = 240 Вт)

Напряжение солнечной батареи

Чтобы заряжать аккумулятор, напряжение солнечной батареи, как и любого другого зарядного устройства, должно быть выше напряжения аккумулятора. Причем разность должна существовать даже в том случае, когда напряжение аккумулятора вырастает до 14,0 вольт.

12-вольтовая солнечная панель, состоящая из 30 —  44 ячеек, при разомкнутой цепи обеспечивает номинальное напряжение от 18,0 до 26,0 вольт. На первый взгляд этого достаточно для зарядки аккумулятора. На самом деле это не всегда так.

В «солнечный полдень» черный кремний в солнечной батарее нагревается. Если температура панели превысит 25 ° C, то ее выходное напряжение уменьшится по сравнению с номинальным — 1,0 вольт на каждые 12 ° — 15 ° C роста температуры. При температуре поверхности 50 ° C выходное напряжение панели с 30 ячейками упадет до 13,3 вольт. У панели с 33 ячейками до 14,8 вольт, а у панели с 36 ячейками — до 16,3 вольт.

Скорость заряда аккумуляторов, подключенных к солнечной батарее с 30 ячейками будет постоянно снижаться, поскольку напряжение на аккумуляторах будет расти, и такая панель не зарядит полностью аккумулятор.

Солнечные батареи, уложенные горизонтально, нагреваются сильнее — между их задней стороной и основанием на котором они установлены нет воздушного зазора. Чтобы компенсировать повышенное падение напряжения, в них увеличивают количество ячеек. В некоторых моделях до 42 штук.

Во время установки в цепь панели иногда добавляют блокирующий диод в дополнение к шунтирующим диодам, описанным ранее. На блокирующем диоде дополнительно падает около 0,6 вольт. Из-за этого 30-элементная панель с блокирующим диодом, особенно в жарком климате, плохо заряжает аккумуляторы. Эффективность панели с 33 ячейками также снижается по мере роста напряжения аккумуляторной батареи.

В южном климате для зарядки аккумуляторов в панели должно быть, как минимум 30 ячеек. 33-элементная солнечная батарея будет давать достаточное напряжение для зарядки, но запас на потери (падение напряжения на диодах, в кабелях, соединениях и плохой солнечный свет) у нее будет небольшой. Панель с 36 ячейками справится с зарядкой аккумуляторов практически в любой ситуации. В умеренном климате панель с 33 ячейками выдает подходящее для зарядки аккумуляторов напряжение всегда, кроме самых жарких дней.

Для эффективной зарядки аккумулятора в жарком климате минимальное напряжение панели  (при стандартных условиях испытания), после вычитания падения напряжения на диодах должно составлять 16,0 — 17,0 В. В умеренном климате — 15,0 до 16,0 вольт.

Регуляторы напряжения солнечных батарей

По мере заряда аккумулятора саморегулируемая солнечная панель, состоящая из 30 ячеек уменьшает выходной ток. Если учесть нагрев панели в жарком климате, падение напряжения в блокирующем диоде и на других участках цепи, саморегулирующаяся солнечная панель будет плохо заряжать аккумуляторы независимо от ее номинальной мощности. Для эффективной зарядки требуется больше ячеек.

Но панель, которая поддерживает напряжение, подходящее для зарядки аккумуляторов, медленно перезарядит их, в то время, пока катер или яхта не используются. Критическая точка возникает, если номинальная мощность панели при напряжении 14,0 вольт превышает 0,5% от емкости аккумуляторной батареи (например, панель с выходным током 1 А, подключена к аккумулятору емкостью 200 Ач).

Если мощность панели выше, необходимо установить регулятор напряжения или отключать панель, когда лодка остается на стоянке. Из-за чрезвычайной чувствительности литий-ионных аккумуляторов к перезарядке любая солнечная панель, используемая с любой литий-ионной батареей, всегда должна иметь регулятор напряжения.

Дешевый регулятор состоит из простой цепи, измеряющей напряжение, и реле. Когда напряжение достигает заданного значения, реле срабатывает и отключает солнечную батарею от аккумуляторов. Другие регуляторы переключают выход солнечных панелей на резистор (шунтирующий регулятор) или на нагрузку, например, водонагреватель (регулятор переадресации).

Более сложные регуляторы напряжения солнечных батарей имеют многоступенчатые программы зарядки аккумуляторов и отслеживают максимальную мощность(MPPT). Некоторые модели отключают аккумулятор, как только в цепи появляется отрицательный ток и заменяют таким образом блокирующий диод. Для выравнивания жидко-кислотных или AGM аккумуляторов предусматривается режим кондиционирования. Один из способов его активации — отключение регулятора и зарядка аккумуляторной батареи при полном напряжении солнечной панели.

Солнечные контроллеры MPPT

Регулятор с отслеживанием точки максимальной мощности – это расширенная версия шунтирующего регулятора с широтно-импульсной модуляцией. MPPT контроллер – это DC-DС конвертер. Он состоит из инвертора, преобразующего постоянное напряжение солнечной панели в высокочастотное переменное. Трансформатора, изменяющего это напряжение и выпрямителя, преобразующего переменное напряжение трансформатора обратно в постоянное.

Зачем нужно такое сложное устройство? Выходное напряжение солнечной панели определяется типом заряжаемого аккумулятора. Однако солнечная батарея работает с максимальной мощностью, когда ее напряжение существенно выше, чем допустимое напряжение зарядки аккумуляторов. Снижение оптимального выходного напряжения до безопасного для аккумулятора уровня уменьшает реальную мощность солнечной батареи на 25% по сравнению с номинальной. Контроллер MPPT делает выходное напряжение солнечной панели независимым от напряжения аккумулятора.

В сложных MPPT регуляторах микроконтроллер контролирует напряжение аккумулятора, уровень его заряда и выходной ток солнечной панели. На основании этих данных регулятор устанавливает выходное напряжение панели, так, чтобы ее мощность была максимальной при этом конкретном наборе условий. Для достижения желаемого результата используется цепь управления в преобразователе постоянного тока.

Установка солнечных батарей

Существует четыре типа морских солнечных батарей, изготавливаемых специально для катеров и яхт:

У жестких монокристаллических и поликристаллических панелей самая низкая стоимость 1 ватта вырабатываемой мощности, и максимальная мощность для данной площади. Однако установка этих панелей обходится дороже всего, так как приходится использовать жесткое крепление, защищающее панели от повреждения. Жесткие панели работают с максимальной мощностью когда они установлены на кронштейнах за кормой. Однако в этом случае солнечные батареи становятся уязвимыми для волн и могут быть повреждены при швартовке. Еще одно хорошее место -верхняя часть рулевой рубки.

Полугибкие поликристаллические панели устанавливают на верхнюю часть кабины и другие изогнутые поверхностях. Аморфные силиконовые панели располагают на любой поверхности, а при необходимости сворачивают и убирают для хранения. Во всех случаях потери на нагрев будут меньше, если под солнечной панелью организован воздушный зазор.

Подключение солнечных батарей к аккумулятору

Учитывая, что солнечные батареи сильно чувствительны даже к небольшим падениям напряжения, при монтаже необходимо использовать кабель и терминалы морского качества. Контакты на панели уязвимы для коррозии и их необходимо полностью герметизировать. Над палубой не должно быть никаких дополнительных соединений – один кусок кабеля прокладывают до уплотнения в палубе. Если без соединений не обойтись их выполняют внутри лодки.

Токонесущую способность кабеля получают умножив ток короткого замыкания панелей на 1,25. Затем по таблице подбирают сечение кабеля с учетом 3% падения напряжения.

Если панель подключают непосредственно к аккумулятору для поддерживающей зарядки, то как можно ближе к аккумулятору устанавливают предохранитель. Без него любая неисправность в проводке приведет к короткому замыканию аккумулятора и, возможно, пожару.

Если часть панели может попасть в тень, то вместо одной большой лучше использовать комплект из нескольких солнечных батарей меньшего размера, рассчитанных на тоже напряжение, но соединенных параллельно. В этом случае попавшая в тень панель уменьшит выход, но не повлияет на остальные в цепи. Затенение части большой панели снизит выходную мощность всей батареи.

Если на катере или яхте организована 24-вольтовая электрическая система, то соединять две 12-вольтовые солнечные батареи последовательно неправильно. Затенение любой области на любой панели повлияет на обе. Лучше соединить их параллельно, получить на выходе 12 вольт и использовать DC-DC конвертер для повышения напряжения до 24 вольт.  В этом случае одна панель может полностью оказаться в тени, но это не окажет влияния на вторую.

Несколько аккумуляторов

Некоторые системы раздельной зарядки используют диодные изоляторы которые уменьшают напряжение на 0,6 вольт. Если солнечная батарея используется для зарядки нескольких аккумуляторов в системе с раздельной зарядкой, ее необходимо установить до разделительных диодов. Падение напряжения на диодах в этом случае необходимо учитывать при расчете выходной мощности панели.

Для обслуживания нескольких аккумуляторных групп на яхтах устанавливают зарядные устройства с двумя или тремя выходами. Некоторые модели солнечных регуляторов напряжения также имеют несколько выходов, позволяя заряжать две аккумуляторных батареи без дополнительных диодов или реле. Но такие устройства мало распространены и стоят дороже. Устройство развязки установленное между аккумуляторами, позволяет заряжать несколько аккумуляторных батарей одновременно без падения напряжения. Лучше использовать бистабильное реле, которое в замкнутом состоянии не потребляет ток и не снижает зарядную способность солнечных батарей.

Солнечная электростанция на дом своими руками

Часто в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

• Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
• Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
• Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью. Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на корпусе.

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

• Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.
  Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей
  
• Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
• Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

• Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
• Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.
  «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так
  
• Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

• Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.
  Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах
  
• В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

• расстояние менее 10 метров:
  • 1,5 мм² на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
  • на две батареи — 2,5 мм²;
  • три батареи — 4,0 мм²;
• расстояние больше 10 метров:
  • для подключения одной панели берем 2,5 мм²;
  • двух — 4,0 мм²;
  • трех — 6,0 мм².

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение.

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

Готовимся к походу: рейтинг лучших портативных зарядных устройств 2020 года на солнечных батареях

*Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.
О критериях отбора.

Солнечная батарея (solarcharger) — это неисчерпаемый источник энергии, который можно бесплатно использовать в личных целях. Чаще всего ими оснащают различные зарядные устройства, которые можно брать с собой в поездки и походы. Их наличие даст возможность пополнить запасы энергии аккумулятора любого гаджета. При выборе такого аппарата руководствуйтесь рейтингом лучших портативных зарядных устройств 2020 года на солнечных батареях, который редакция BioKot составила на основании отзывов покупателей и мнений экспертов.

Большинство специалистов рекомендуют выбирать зарядные устройства известных брендов. Такой подход позволит избежать покупки некачественных моделей.

Какие внешние аккумуляторы на солнечных батареях лучше, по мнению редакции BioKot

Если не знаете, как зарядить свой телефон в походных условиях, то воспользуйтесь специальными портативными зарядниками, работающими на солнечных батареях. Выбирать такое устройство следует тщательно, чтобы в итоге не получить малоэффективную технику низкого качества. В этом вам помогут советы нашей редакции.

Подзарядник телефона 

При выборе портативного подзарядника для своего телефона обязательно изучайте его характеристики. Это даст возможность оценить качество и функциональность устройства.

Полезные советы:

• Главный критерий выбора зарядного устройства – ёмкость аккумулятора. Мы рекомендуем вам покупать модели, у которых этот показатель равен 5 000-10 000 мАч. Такого количества энергии хватит, чтобы зарядить телефон 2 раза.
• Если вы владеете смартфоном старой модели, то достаточно будет купить зарядник с силой тока 0,5 А. Для современных гаджетов понадобится не менее 1 А.
• Желательно, чтобы покупаемое устройство имело 2-3 USB-разъёма. Так можно будет одновременно заряжать несколько гаджетов.
• Портативный зарядник – это походное устройство. Поэтому оно должно иметь прочный корпус, который не треснет при контакте с твёрдым предметом.

Панели для зарядки ноутбука

Внешний аккумулятор для ноутбука часто оснащают солнечной панелью, позволяющей пополнить запасы энергии в любом удобном месте. При выборе такого устройства следует руководствоваться теми же критериями, что и для зарядника телефона. При этом все показатели должны быть увеличены.

Полезные советы:

• Для зарядки ноутбука нужно, чтобы на устройстве с солнечной панелью был подходящий USB-разъём. В противном случае придётся носить с собой переходники.
• Power Bank для ноутбука должен выдавать силу тока до 5 А. При этом напряжение должно составлять не менее 15 В.
• Аккумулятор ноутбука часто имеет ёмкость более 10 000 мАч. Поэтому для его зарядки понадобятся пауэрбанки с батареей на 15-20 тыс. мАч.

Подзарядка телефона или ноутбука от энергии солнца постепенно набирает популярность. Она не требует финансовых затрат и может выполняться в любом удобном месте. Выбирая себе зарядник на солнечных батареях, не забудьте ещё раз перечитать нашу статью. Она поможет найти лучшее устройство, которое будет качественно выполнять свою работу. И не забывайте радовать нас своими лайками и комментариями.

Поделитесь с друзьями в социальных сетях

Справочная статья, основанная на экспертном мнении автора.

Какая лучшая батарея для солнечного хранения?

Последнее обновление 23.10.2020

Существуют определенные характеристики, которые вы должны использовать при оценке вариантов ваших солнечных батарей, например, на сколько хватит солнечной батареи или сколько энергии она может обеспечить. Ниже вы узнаете обо всех критериях, которые следует использовать для сравнения вариантов накопления энергии в вашем доме, а также различных типов солнечных батарей.

Как сравнить варианты солнечного накопления

При рассмотрении вариантов «солнечная энергия плюс накопитель» вы столкнетесь со множеством сложных технических характеристик продукта. Наиболее важные параметры, которые следует использовать при оценке, — это емкость и номинальная мощность аккумулятора, глубина разряда (DoD), эффективность в оба конца, гарантия и производитель.

Вместимость и мощность

Емкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить солнечная батарея, измеряется в киловатт-часах (кВтч).Большинство домашних солнечных батарей спроектировано так, чтобы их можно было «штабелировать», что означает, что вы можете включить несколько батарей в свою систему «солнечная энергия плюс накопитель», чтобы получить дополнительную емкость.

Хотя емкость говорит вам, насколько велика ваша батарея, она не говорит вам, сколько электроэнергии может обеспечить батарея в данный момент. Чтобы получить полную картину, вам также необходимо принять во внимание номинальную мощность аккумулятора. В контексте солнечных батарей номинальная мощность — это количество электричества, которое батарея может доставить за один раз.Он измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея большой емкости и малой мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных устройств) в течение длительного времени. Батарея малой емкости и высокой мощности может проработать весь ваш дом, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

Большинству солнечных батарей необходимо постоянно сохранять некоторый заряд из-за их химического состава. Если вы используете 100% заряда аккумулятора, срок его службы значительно сократится.

Глубина разряда (DoD) батареи относится к количеству использованной емкости батареи. Большинство производителей указывают максимальное значение DoD для оптимальной производительности. Например, если батарея емкостью 10 кВтч имеет степень разряда 90 процентов, вы не должны использовать более 9 кВтч батареи перед ее зарядкой. Вообще говоря, более высокий уровень DoD означает, что вы сможете использовать большую часть емкости аккумулятора.

КПД в оба конца

КПД батареи в оба конца представляет собой количество энергии, которое может быть использовано в процентах от количества энергии, которое потребовалось для ее хранения.Например, если вы подаете в батарею пять кВтч электроэнергии и можете получить обратно только четыре кВтч полезной электроэнергии, батарея будет иметь 80-процентный КПД в оба конца (4 кВтч / 5 кВтч = 80%). Вообще говоря, более высокая эффективность приема-передачи означает, что вы получите большую экономическую выгоду от своей батареи.

Срок службы батареи и гарантия

Для большинства случаев использования домашнего накопителя энергии ваша батарея будет «циклически» (заряжаться и разряжаться) ежедневно. Способность аккумулятора удерживать заряд будет постепенно снижаться, чем больше вы его используете.Таким образом, солнечные батареи похожи на батарею в вашем сотовом телефоне — вы заряжаете свой телефон каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и по мере того, как ваш телефон стареет, вы начнете замечать, что батарея вмещает не так много энергии. заряд, как и когда он был новым. Например, батарея может иметь гарантию на 5 000 циклов или 10 лет при 70 процентах ее первоначальной емкости. Это означает, что по истечении гарантии аккумулятор потеряет не более 30 процентов своей первоначальной способности накапливать энергию.

На вашу солнечную батарею предоставляется гарантия, которая гарантирует определенное количество циклов и / или лет полезного использования. Поскольку производительность батареи со временем естественным образом ухудшается, большинство производителей также гарантируют, что батарея сохранит определенную емкость в течение срока действия гарантии. Поэтому простой ответ на вопрос «на сколько хватит моей солнечной батареи?» в том, что это зависит от марки батареи, которую вы покупаете, и от того, сколько емкости она потеряет со временем.

Производитель

Много различных типов организаций разрабатывают и производят солнечные батареи, от автомобильных компаний до технологических стартапов.Хотя крупная автомобильная компания, выходящая на рынок накопителей энергии, вероятно, имеет более длительную историю производства продукции, они могут не предлагать самые революционные технологии. Напротив, у технологического стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но меньше послужного списка, подтверждающего долговременную функциональность батареи.

Выберете ли вы аккумулятор, произведенный передовым стартапом или производителем с долгой историей, зависит от ваших приоритетов. Оценка гарантий, связанных с каждым продуктом, может дать вам дополнительные рекомендации при принятии решения.

Автомобильные компании стремятся использовать накопители энергии

Домашние накопители энергии и электромобили во многом похожи: в них используются современные аккумуляторы для создания более эффективных и экологически безопасных продуктов, которые могут снизить выбросы парниковых газов.

По мере того, как электромобили становятся все более популярными, все больше компаний выделяют значительные средства на исследования и разработки на разработку аккумуляторов, и они расширяют свою деятельность в области накопления энергии.Tesla — первый массовый образец (с батареей Powerwall), но Mercedes-Benz и BMW также выводят на рынок автономные батареи в 2017 году.

Как долго работают солнечные батареи?

Есть два способа ответить на этот вопрос, и первый — определить, как долго солнечная батарея может питать ваш дом. Во многих случаях полностью заряженная батарея может проработать ваш дом в течение ночи, когда солнечные батареи не производят энергию. Чтобы сделать более точный расчет, вам нужно знать несколько переменных, в том числе, сколько энергии потребляет ваше домохозяйство в данный день, какова емкость и номинальная мощность вашей солнечной батареи, а также подключены ли вы к электросети. сетка.

В качестве простого примера мы определим размер батареи, необходимой для обеспечения адекватного решения для солнечных батарей и накопителей, используя средние данные по стране от Управления энергетической информации США. Среднее домашнее хозяйство в США будет потреблять около 30 киловатт-часов (кВтч) энергии в день, а типичная солнечная батарея может обеспечить около 10 кВтч энергии. Таким образом, очень простой ответ: если бы вы приобрели три солнечные батареи, вы могли бы работать в своем доме целый день, не имея ничего, кроме поддержки батареи.

На самом деле ответ намного сложнее. Вы также будете вырабатывать электроэнергию с помощью своей солнечной системы в течение дня, которая будет обеспечивать высокую мощность в течение 6-7 часов в день в часы пиковой нагрузки солнечного света. С другой стороны, большинство батарей не могут работать с максимальной емкостью и обычно достигают пика при 90% DoD (как описано выше). В результате ваша батарея на 10 кВтч, вероятно, будет иметь полезную емкость 9 кВтч.

В конечном счете, если вы соединяете батарею с солнечной панелью, одна или две батареи могут обеспечить достаточную мощность в ночное время, когда ваши панели не работают.Однако без использования возобновляемых источников энергии вам может потребоваться 3 или более батарей, чтобы обеспечить питание всего дома в течение 24 часов. Кроме того, если вы устанавливаете домашнее хранилище энергии для отключения от электросети, вам следует установить резервное питание на несколько дней, чтобы учесть дни, когда у вас может быть пасмурная погода.

Срок службы солнечной батареи

Общий срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Если вы установите солнечную батарею сегодня, вам, вероятно, придется заменить ее хотя бы один раз, чтобы обеспечить срок службы вашей фотоэлектрической системы от 25 до 30 лет.Однако, поскольку срок службы солнечных панелей значительно увеличился за последнее десятилетие, ожидается, что солнечные батареи последуют этому примеру по мере роста рынка решений для хранения энергии.

Правильное обслуживание также может существенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи. Солнечные батареи значительно зависят от температуры, поэтому защита батареи от замерзания или жары может продлить срок ее службы. Когда фотоэлектрическая батарея опускается ниже 30 ° F, для достижения максимального заряда потребуется большее напряжение; когда та же самая батарея поднимается выше порогового значения 90 ° F, она перегревается и требует уменьшения заряда.Чтобы решить эту проблему, многие ведущие производители аккумуляторов, такие как Tesla, предоставляют возможность регулирования температуры. Однако, если аккумулятор, который вы покупаете, не подходит, вам необходимо рассмотреть другие решения, например, защищенные от земли корпуса. Усилия по качественному обслуживанию определенно могут повлиять на срок службы вашей солнечной батареи.

Какие лучшие батареи для солнечных батарей?

Батареи, используемые в домашних накопителях энергии, обычно имеют один из трех химических составов: свинцово-кислотный, литий-ионный и соленая вода.В большинстве случаев литий-ионные батареи являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

1. Свинцово-кислотный

   Свинцово-кислотные батареи

   — это испытанная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкую степень разряда по сравнению с другими типами батарей, они также являются одним из наименее дорогих вариантов, имеющихся в настоящее время на рынке в секторе домашних накопителей энергии. Для домовладельцев, которые хотят отключиться от сети и нуждаются в установке большого количества накопителей энергии, свинцово-кислотный вариант может быть хорошим вариантом.

2. Литий-ионный

   Большинство новых технологий хранения энергии в домашних условиях, например, используют литий-ионный химический состав в той или иной форме. Литий-ионные батареи легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами они также имеют более высокий уровень DoD и более длительный срок службы. Однако литий-ионные аккумуляторы дороже своих свинцово-кислотных аналогов.

3. Морская вода

   Новинка в индустрии бытовых накопителей энергии — это аккумулятор для морской воды.В отличие от других домашних аккумуляторов энергии, аккумуляторы для морской воды не содержат тяжелых металлов, вместо этого они используют соленые электролиты. В то время как батареи, в которых используются тяжелые металлы, в том числе свинцово-кислотные и литий-ионные батареи, необходимо утилизировать с помощью специальных методов, аккумулятор для морской воды можно легко переработать. Однако, как новая технология, морские батареи относительно непроверены, и одна компания, которая производит солнечные батареи для домашнего использования (Aquion), объявила о банкротстве в 2017 году.

Найдите лучшую солнечную батарею для своего дома

EnergySage провела обзор всех лучших солнечных батарей, доступных для вашего дома.Воспользуйтесь нашими подробными обзорами солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

Солнечные панели не заряжают батареи (солнечный форум в Перми)

http://www.batterystuff.com/battery-chargers/12-volt/marine-chargers/DPSS4.html

Причина, по которой это имеет смысл, заключается в одном очень надежном законе электричества, называемом Законом Ома.

Закон Ома определяет соотношение между напряжением и током в идеальном проводнике. Это соотношение утверждает, что: Разность потенциалов (напряжение) на идеальном проводнике пропорциональна току, проходящему через него. Константа пропорциональности называется «сопротивлением» R.: I = V / R

Обратите внимание, когда есть только одна цепь для протекания тока, подаваемый ток уменьшается вдвое и теперь составляет 0,5 А только с 1 резистором, затем снова уменьшается вдвое, когда их два, и снова вдвое, когда их три.

Если вы посмотрите на то, что на оригинальном плакате говорилось о его батареях: «Я использую x4 батареи, 12 В, 200 А, подключенные к сети, чтобы производить 24 В». вы видите, что он питает 4 батареи от одного зарядного устройства, 2 последовательно и 2 параллельно. Итак, если мы применим к этому закон сопротивления, зная, что зарядное устройство выдает 10 ампер для зарядки аккумуляторов во время основной фазы зарядки.Каждая батарея получает объемную зарядку всего на 5 Ампер. Потому что есть 2 резистора (батареи 24 В), подключенные последовательно. Затем, когда батарея заряжается, ток снижается, переходя к следующим фазам зарядки. Когда ток достигает второй фазы зарядки, начнется зарядка Topping Charge. Если подаваемый ток составляет 2 ампера, батареи фактически видят только 1 ампер.

Я не удивлюсь, если вы оставите батареи заряжаться через панели в течение месяца, они, вероятно, будут заряжаться почти полностью.

Как купить лучший аккумулятор на солнечных батареях

Домашние аккумуляторы — горячая тема для потребителей, заботящихся об энергии. Если у вас есть солнечные батареи на крыше, есть очевидное преимущество в хранении неиспользованной электроэнергии в батарее для использования ночью или в дни с низким уровнем солнечного света. Но как работают эти батареи и что нужно знать перед установкой?

На этой странице:

Покупайте умнее с членством CHOICE

• Найдите лучшие бренды
• Избегайте плохих исполнителей
• Получите помощь, когда что-то пойдет не так

Солнечная батарея

Концепция домашних аккумуляторов не нова.Внесетевые солнечные фотоэлектрические (PV) и ветряные электростанции на удаленных объектах давно используют аккумуляторные батареи для сбора неиспользованной электроэнергии для дальнейшего использования. Вполне возможно, что в течение следующих пяти-десяти лет в большинстве домов с солнечными батареями также будут установлены аккумуляторные батареи.

Батарея улавливает любую неиспользованную солнечную энергию, генерируемую в течение дня, для последующего использования ночью и в дни с низким уровнем солнечного света. Установки, которые включают батареи, становятся все более популярными. Есть реальное влечение к максимальной независимости от сети; для большинства людей это решение не только экономическое, но и экологическое, а для некоторых — выражение их желания быть независимыми от энергетических компаний.

Если ваша солнечная панель и батарея достаточно велики, вы можете использовать в своем доме солнечную энергию. Использование электроэнергии от аккумулятора может быть дешевле на киловатт-час (см. Терминологию), чем использование электроэнергии из сети, в зависимости от времени суток и тарифов на электроэнергию в вашем районе.

См. Другие наши статьи о домашних аккумуляторах:

Подключено к сети или автономно

Существует четыре основных способа подключения вашего дома к электросети.

Подключено к сети (без солнечной энергии)

Самая простая установка, при которой вся ваша электроэнергия поступает из основной сети. В доме нет солнечных батарей и батарей.

Солнечная батарея, подключенная к сети (без батареи)

Наиболее типичная установка для домов с солнечными батареями. Солнечные панели обеспечивают питание в течение дня, и дом обычно использует эту мощность в первую очередь, прибегая к электросети для получения дополнительной электроэнергии, необходимой в дни с низким уровнем солнечного света, ночью и во время высокого потребления энергии.

Солнечная батарея, подключенная к сети (также известная как «гибридные» системы)

У них есть солнечные панели, аккумулятор, гибридный инвертор (или, возможно, несколько инверторов), а также подключение к основной электросети. Солнечные панели обеспечивают питание в течение дня, и дом обычно сначала использует солнечную энергию, используя излишки для зарядки аккумулятора. Во время высокого потребления энергии или ночью и в дни с низким уровнем солнечного света дом потребляет энергию от батареи и, в крайнем случае, от сети.

Подробнее о различных типах инверторов, их работе, их плюсах и минусах читайте в нашем руководстве по покупке солнечного инвертора.

Автономный

Эта система не подключена к основной электросети. Вся энергия в доме поступает от солнечных батарей, а также, возможно, от некоторых других типов энергии, например от ветра. Аккумулятор является основным источником питания ночью и в дни с низким уровнем солнечного света. Последним резервным источником питания обычно является дизельный генератор, который также может сработать при внезапном повышении потребности в энергии (например, при запуске насоса).

Автономные системы обычно намного сложнее и дороже, чем системы, подключенные к сети.Им требуется большая емкость солнечных батарей и батарей, чем для типичной системы, подключенной к сети, а также могут потребоваться инверторы, способные выдерживать более высокие нагрузки, чтобы справиться с пиковыми потребностями. Дома, работающие вне сети, должны быть особенно энергоэффективными, а потребность в нагрузке должна хорошо контролироваться в течение дня.

Автономные системы обычно имеют смысл только для удаленных объектов, где подключение к сети недоступно или установка будет непомерно дорогой.

Что происходит при отключении электроэнергии?

Для большинства систем, подключенных к сети, наличие аккумулятора не обязательно защищает вас в случае отключения электроэнергии.Вы все равно можете полностью потерять электроэнергию в своем доме, несмотря на то, что солнечные батареи вырабатывают энергию, а заряженная батарея готова и ждет. Это связано с тем, что системы, подключенные к сети, имеют так называемую «защиту от островков». Во время отключения электроэнергии сеть и инженеры, работающие с линиями, должны быть защищены от «островков» выработки электроэнергии (таких как солнечные батареи), неожиданно перекачивающих энергию в линии. Для большинства солнечных фотоэлектрических систем самый простой способ обеспечить защиту от островков — это полностью отключить.Итак, когда он обнаруживает отключение электросети, ваша солнечная фотоэлектрическая система отключается, и у вас вообще нет электричества в доме.

Более совершенные инверторы могут обеспечить защиту от изолирования во время отключения электроэнергии, но при этом сохранить солнечные панели и аккумулятор в рабочем состоянии, чтобы в доме было электричество. Но ожидайте, что заплатите за такую ​​систему немного больше, так как оборудование дороже, и вам может потребоваться больше солнечной энергии и емкости аккумулятора, чем вы думаете, чтобы запустить дом в течение нескольких часов во время отключения электроэнергии. В этой ситуации вы можете разрешить работать только критически важным домашним цепям, таким как холодильник и освещение.Это может потребовать дополнительных электромонтажных работ.

Характеристики аккумулятора

Это основные технические характеристики домашнего аккумулятора.

Вместимость

Сколько энергии может хранить аккумулятор, обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч). Номинальная емкость — это общее количество энергии, которое может удерживать аккумулятор; полезная емкость — это то, сколько из того, что фактически можно использовать, после учета глубины разряда.

Глубина разряда (DoD)

Выраженное в процентах, это количество энергии, которое можно безопасно использовать без ускорения разряда батареи.Большинство типов аккумуляторов должны постоянно держать заряд, чтобы избежать повреждений. Литиевые батареи можно безопасно разряжать примерно до 80–90% от их номинальной емкости. Свинцово-кислотные батареи обычно могут быть разряжены примерно на 50–60%, в то время как проточные батареи могут разряжаться на 100%.

Мощность

Какую мощность (в киловаттах) может выдать аккумулятор. Максимальная / пиковая мощность — это максимальная мощность, которую батарея может выдать в любой момент, но этот всплеск мощности обычно может поддерживаться только в течение коротких периодов времени. Непрерывная мощность — это количество энергии, подаваемой при достаточном заряде аккумулятора.

КПД

На каждый установленный кВтч заряда, сколько фактически батарея будет хранить и разряжать. Всегда есть какие-то потери, но литиевая батарея обычно должна быть более чем на 90% эффективнее.

Общее количество циклов заряда / разряда

Также называется сроком службы, это количество циклов зарядки и разрядки, которое может выполнить аккумулятор, прежде чем он будет считаться завершенным.Разные производители могут оценивать это по-разному. Литиевые батареи обычно могут работать несколько тысяч циклов.

Срок службы (годы или циклы)

Ожидаемый срок службы батареи (и ее гарантия) может измеряться циклами (см. Выше) или годами (что обычно является оценкой, основанной на ожидаемом типичном использовании батареи). Продолжительность жизни также должна указывать ожидаемый уровень емкости в конце срока службы; для литиевых батарей это обычно составляет около 60–80% от первоначальной емкости.

Диапазон температуры окружающей среды

Батареи чувствительны к температуре и должны работать в определенном диапазоне. Они могут выйти из строя или отключиться в очень жарких или холодных условиях.

Типы аккумуляторов

Литий-ионный

Наиболее распространенный тип батарей, устанавливаемых сегодня в домах, в этих батареях используется технология, аналогичная их меньшим аналогам в смартфонах и портативных компьютерах. Есть несколько типов литий-ионной химии. Обычно в домашних аккумуляторах используются литий-никель-марганцево-кобальтовые (NMC) батареи Tesla и LG Chem .

Другой распространенный химический состав — это фосфат лития-железа (LiFePO или LFP), который считается более безопасным, чем NMC, из-за меньшего риска теплового разгона (повреждение батареи и возможное возгорание из-за перегрева или перезарядки), но имеет более низкую плотность энергии. LFP используется в домашних батареях, в том числе BYD и Sonnen .

Плюсы

• Они могут дать несколько тысяч циклов заряда-разряда.
• Они могут сильно разряжаться (до 80–90% от их общей емкости).
• Они подходят для широкого диапазона температур окружающей среды.
• При нормальном использовании они должны прослужить более 10 лет.

Минусы

• Окончание срока службы может быть проблемой для больших литиевых батарей.
• Их необходимо переработать, чтобы извлечь ценные металлы и предотвратить захоронение токсичных отходов, но крупномасштабные программы все еще находятся в зачаточном состоянии. Поскольку домашние и автомобильные литиевые батареи становятся все более распространенными, ожидается, что процессы утилизации улучшатся.

Свинцово-кислотный улучшенный свинцово-кислотный (свинцово-углеродный)

Старая добрая технология свинцово-кислотных аккумуляторов, которая помогает завести автомобиль, также используется для хранения больших объемов. Это хорошо изученный и эффективный тип батарей. Ecoult — одна из ведущих мировых производителей свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако без значительных улучшений производительности или снижения цены трудно представить себе, что свинцово-кислотные продукты в долгосрочной перспективе будут конкурировать с литий-ионными или другими технологиями.

Плюсы

• Они относительно дешевые, с установленными процессами утилизации и переработки.

Минусы

• Они громоздкие.
• Они чувствительны к высоким температурам окружающей среды, что может сократить срок их службы.
• У них медленный цикл зарядки.

Проточная батарея

Одна из самых многообещающих альтернатив литий-ионной, этот тип использует перекачиваемый электролит (такой как бромид цинка или ионы ванадия) и химические реакции для накопления заряда и его высвобождения. Батарея Redflow ZCell — это основная проточная батарея, доступная в настоящее время в Австралии.

Плюсы

• Они могут быть разряжены до 100% своей емкости и не имеют остаточного разряда, поэтому они не теряют заряд со временем.
• Они не теряют емкость со временем.
• Они хорошо работают при высоких температурах окружающей среды.
• Их относительно легко перерабатывать.
• Они должны прослужить более 10 лет.

Минусы

• Являясь новой технологией, они относительно дороги по сравнению с литий-ионными.
• Плохо переносят холода (ниже 15 ° C).
• Они требуют частого обслуживания, которое временно выводит их из строя.

Другие типы

Аккумуляторы и накопители находятся в стадии быстрого развития. Другие доступные в настоящее время технологии включают гибридную ионную батарею (соленую воду) Aquion, батареи с расплавленной солью и недавно анонсированный суперконденсатор Arvio Sirius. Мы будем следить за рынком и снова сообщать о состоянии рынка бытовых аккумуляторов.

Как долго работают солнечные батареи?

В принципе, большинство типов солнечных батарей должно прослужить 10 и более лет при нормальном использовании и без экстремальных температур. То есть они должны быть способны прослужить столько же, сколько их гарантийный срок, который для большинства моделей составляет 10 лет.

Тем не менее, недостаточно рыночных данных, чтобы показать, работают ли солнечные батареи так долго в реальных домашних установках; Последние поколения батарей существуют всего несколько лет, и не во многих домах есть солнечные батареи.

Лабораторные испытания на прочность и срок службы аккумуляторов не обнадеживают. Недавнее испытание солнечных батарей в Австралии показало высокий уровень отказов. Из 18 батарей в этом испытании только шесть работали без каких-либо серьезных проблем. Остальные 12 батарей либо имели эксплуатационные проблемы, либо вышли из строя и требовали замены, либо вышли из строя и не могли быть заменены (например, из-за того, что производитель вышел из бизнеса или больше не будет поддерживать этот продукт).

Стоят ли солнечные батареи?

Мы считаем, что для большинства домов использование батареи не имеет полного экономического смысла.Батареи по-прежнему относительно дороги, и время окупаемости часто превышает гарантийный срок (обычно 10 лет) батареи. В настоящее время литий-ионный аккумулятор и гибридный инвертор обычно стоят от 8000 до 15000 долларов (установленная), в зависимости от емкости и марки. Но цены падают, и через два-три года вполне может быть правильным решением включить аккумуляторную батарею в любую солнечную фотоэлектрическую систему.

Результаты трехлетнего испытания 18 аккумуляторных батарей в Австралии не обнадеживают, в некоторых случаях наблюдается высокий уровень отказов и трудности с поддержкой производителя.

Тем не менее, многие люди сейчас вкладывают средства в домашние аккумуляторы или, по крайней мере, на то, чтобы их солнечные фотоэлектрические системы были готовы к работе от аккумуляторов. Мы рекомендуем вам проработать две или три цитаты авторитетных установщиков, прежде чем приступать к установке батареи. Результаты трехлетнего испытания, упомянутого выше, показывают, что вы должны убедиться в наличии надежной гарантии и поддержки со стороны вашего поставщика и производителя аккумуляторов в случае каких-либо неисправностей.

Скидки, субсидии и виртуальные электростанции

Государственные схемы скидок и системы торговли энергией, такие как Reposit, определенно могут сделать батареи экономически выгодными для некоторых домашних хозяйств.Помимо обычных финансовых стимулов для получения сертификатов малых технологий (STC) для аккумуляторов, в настоящее время действуют скидки или специальные схемы ссуд в Виктории, Южной Австралии, Квинсленде и ACT. За этим могут последовать другие, поэтому стоит проверить, что доступно в вашем районе.

В большинстве штатов также существуют различные программы Virtual Power Plant (VPP), которые могут помочь снизить стоимость батареи. Присоединяясь к программе VPP, вы соглашаетесь предоставить энергию, накопленную в вашей домашней батарее, оператору VPP, который затем сможет использовать ее для снабжения сети в периоды высокого спроса.Взамен вам выплачивается субсидия, которая может быть в виде уменьшенных счетов за электроэнергию, скидки на покупку батареи или даже бесплатной установки солнечной батареи и батареи. SolarQuotes ведет список текущих программ VPP.

Не забудьте зеленый тариф

Когда вы подсчитываете, подходит ли батарея для вашего дома, не забудьте принять во внимание зеленый тариф (FiT). Это сумма, которую вам платят за любую избыточную мощность, генерируемую вашими солнечными панелями и подаваемую в сеть.За каждый кВтч, направленный вместо этого на зарядку аккумулятора, вы отказываетесь от зеленого тарифа. Хотя FiT, как правило, довольно низок в большинстве частей Австралии, вы все же должны учитывать альтернативные издержки. В регионах с щедрым FiT, таких как Северная территория, вероятно, будет более выгодным не устанавливать батарею, а просто получить FiT для выработки излишков электроэнергии.

Солнечная батарея стоит

Стоимость солнечных батарей значительно различается, но, как правило, чем выше емкость батареи, тем больше вы можете ожидать.

Вот некоторые типичные затраты на батареи для некоторых типичных размеров номинальной емкости (обычно они включают только батарею; установка оплачивается дополнительно).

• 6 кВт · ч: от 4000 до 9600 долларов
• 10 кВт · ч: 7600–13500 долларов
• 13 кВт · ч: от 9600 до 15000 долларов

Вам часто потребуется добавить стоимость нового инвертора и дополнительных кабелей для подключения. Может быть более рентабельным купить батарею как часть полностью новой системы солнечных панелей, чем модернизировать ее в существующей системе.

Страхование жилья

Ваша солнечная панель (панели, инвертор и батарея, если она у вас есть) является частью вашего дома и поэтому покрывается страховкой вашего дома. Однако вы должны убедиться, что страховая сумма вашего дома увеличена, чтобы покрыть стоимость замены системы солнечных батарей. См. Наше руководство по солнечным батареям и страхованию жилья.

Терминология

Ватт (Вт) и киловатт (кВт)

Единица, используемая для количественной оценки скорости передачи энергии. Один киловатт = 1000 ватт.В случае солнечных панелей рейтинг в ваттах указывает максимальную мощность, которую панель может выдать в любой момент времени. Для аккумуляторов номинальная мощность указывает, сколько энергии может выдать аккумулятор.

Ватт-часы (Втч) и киловатт-часы (кВтч)

Показатель производства или потребления энергии с течением времени. Киловатт-час (кВтч) — это единица измерения, которую вы будете видеть в счете за электроэнергию, потому что вам выставляют счет за использование электроэнергии в течение определенного периода времени. Солнечная панель, производящая 300 Вт в течение одного часа, будет обеспечивать 300 Вт-ч (или 0.3кВтч) энергии. Для батарей емкость в кВтч — это количество энергии, которое может хранить батарея.

BESS (аккумуляторная система накопления энергии)

Здесь описывается полный комплект батареи, встроенной электроники и программного обеспечения для управления зарядкой, разрядкой, уровнем DoD и т. Д.

Благодарность

Благодарим ITP Renewables за помощь в создании этого руководства. Мы снова будем работать с ними над будущим обзором аккумуляторных батарей.

Обзоры лучших батарей для солнечных панелей (краткое руководство)

С годами все больше и больше людей осознают влияние своих действий на окружающую среду.При этом многие люди активно думают о том, как они могут минимизировать негативное воздействие своих действий на окружающую среду, и один из способов, с помощью которого это возможно, — использовать энергию солнца.

Солнечные панели были установлены во многих домах, чтобы использовать энергию солнца. С другой стороны, солнечные батареи были популярны для хранения энергии, получаемой от панелей.

Если вы ищете лучшие солнечные панели и батареи, вы в конечном итоге столкнетесь с множеством вариантов, которые будут перед вами.Однако это не должно быть поводом для поспешного принятия решения.

Продолжайте читать оставшуюся часть этого руководства, и мы поможем вам не только понять, как работает солнечная энергия, но также поможем вам сделать правильный выбор при покупке солнечных панелей и батарей.

Что такое солнечная энергия

Проще говоря, это относится к энергии, получаемой от солнца. В течение многих лет он рассматривался как альтернативный источник энергии. Чтобы иметь возможность использовать энергию, излучаемую солнцем, необходимо использовать фотоэлектрические элементы, которые обычно устанавливают на крышах.

Когда солнечное тепло достигает поверхности элементов, оно преобразуется в энергию, которая обеспечивает электричество в доме или на коммерческом предприятии.

Преимущества солнечной энергии

Среди прочего, солнечная энергия дает следующие преимущества:

Это бесконечный ресурс

Энергия солнца бесконечна, а это значит, что она никогда не иссякнет. Людям необходимо использовать инновационные технологии только для того, чтобы найти способ использования его энергии

Экологичность

Еще одно преимущество солнечной энергии — ее экологичность.Его можно использовать, не нанося вреда окружающей среде. Он также не создает выбросов углерода

Дешево

Использование солнечной энергии может иметь высокие затраты на переключение, поскольку солнечные панели могут быть дорогими. С другой стороны, если вы выберете долгосрочную перспективу, вы поймете, что это может привести к значительной экономии средств. Это снизит ваши счета за электроэнергию на

Это способствует энергетической независимости

Солнечная энергия может использоваться практически везде. Вместе с тем это также выгодно в том смысле, что может уменьшить зависимость страны от иностранной энергии, такой как уголь и нефть, среди прочего

Как работают солнечные панели

Солнечные панели могут быть сложными, но мы дадим вам простое объяснение того, как они работают.В одной солнечной панели есть разные элементы.

Когда панели притягивают энергию солнца, она проходит через ячейки, позволяя электронам двигаться. От Солнца и при попадании на поверхность электроны будут переходить из одного слоя в другой.

Это движение будет передано приборам, которые затем обеспечат электричеством, необходимым для их работы.

Зачем нужна солнечная батарея

Помимо солнечной энергии, другим важным компонентом использования солнечной энергии будут солнечные батареи.По сути, эти батареи будут накапливать энергию, которая используется в течение дня.

Это важно, чтобы избежать колебаний подаваемой энергии и обеспечить подачу энергии даже ночью.

С помощью батарей вы можете поддерживать стабильный источник солнечной энергии, чтобы гарантировать, что ваши приборы будут работать даже ночью или даже в тех случаях, когда солнце не выходит.

Лучшие батареи для солнечных панелей Обзоры

Цены на продукты и их наличие указаны по состоянию на 21 ноября 2020 г., 05:38 PST — Подробная информация / изображения из Amazon Product Advertising API

Vmaxtanks Vmaxslr125 AGM Deep Cycle 12v 125ah SLA аккумулятор для использования с солнечными панелями PV, интеллектуальными зарядными устройствами, ветряными турбинами и инверторами

Цены на продукты и их наличие указаны по состоянию на 21 ноября 2020 года, 04:58 по тихоокеанскому стандартному времени — Подробная информация / изображения из Amazon Product Advertising API

Хромированная батарея 12V 35AH Перезаряжаемая герметичная свинцово-кислотная батарея для инвалидных колясок заменяет 33ah Centennial CBM-33