Меню

Как от солнечной панели получить 220 вольт

Как сделать небольшую солнечную панель на 220 вольт 500 ватт самому

Новая самодельная солнечная электростанция. Компактная, но мощность, вырабатывает сразу 220 вольт. Как в розетке. Ею можно пользоваться в пасмурную погоду и даже ночью. Для этого снабжена аккумуляторами. Она может выдавать до 500 ватт мощности. Этого вполне достаточно для питания практически всех электроприборов. Все детали продаются в этом китайском магазине.

Канал ютуб KREOSAN

Корпус этой мини-электростанции выполнен из алюминиевых уголков, к которым предварительно приклеено стекло. В середину установил еще два уголка, на которые будут крепиться другие электронные элементы. Чтобы пользоваться этой панелью можно было пасмурные дни и ночью, мастер закрепил аккумуляторы. Благодаря накопленной энергии значительно выросла кратковременная импульсная мощность. Использовал АКБ от бракованных часов Айфона. Соединил их по схеме по три последовательно и по 11 параллельно. Можно использовать любые другие АКБ. Важно, чтобы вышло 12 вольт.

Чтобы их правильно зарядить, поставил балансир. Эта плата защищает ячейки аккумулятора от перезаряда и переразряда, распределяет энергию заряда равномерно между ячейками. Литий-ионный аккумулятор нельзя заряжать напрямую без защиты. Иначе они могут вздуться и взорваться. С одной стороны подключил плату к аккумуляторам согласно схеме. С другой стороны солнечные элементы через диод Шоттки. Его выпал из старого компьютерного блока питания. Чтобы эффективно преобразовать 12 вольт в 220, использовалась плата автомобильного конвертора с аппроксимированной синусоидой.

У таких инверторов выше кпд, чем у тех, где чистый синус. Чтобы минимизировать потери, подключать инвертор нужно коротким и толстым проводом.

Ну вот и всё. Теперь солнечная панель, выдающая двести двадцать вольт готова. Давайте посмотрим, как она работает. Для этого включаем питание инвертора. Сразу загорается два индикатора, которые подключены. Один показывает заряд аккумуляторов, второй ток потребления. Зная напряжение, можно узнать, сколько заряда есть в АКБ. Соответственно 12,5 вольт это 100%. 9 вольт это 0%, то есть заряд кончился. Дальше разряжать не получится, инвертор отключаться. Зная ток, можно видеть, сколько энергии потребляется из солнечной электростанции.

Давайте проверим, как от неё работает разная техника. Подключил магнитофон, ноутбук, лампочку, телефоны вентилятор. И всё работает! Хотя использовал простой дешевый инвертор. Как показала практика, все приборы от него работают нормально. Это значит, что нет необходимости ставить дорогой инвертор с чистым синусом. Максимальная мощность получилось неплохой и может достигать 500 ватт.Хотя инвертор хотя инвертор имеет высокий кпд, при высоких нагрузках сильно разогревается трансформатор. Установил маленький вентилятор, чтобы он не перегрелся.

Такая электростанция удобно в местах, где нет электричества. К примеру, на даче или садовом участке. На пикнике или для туризма. Если вы много путешествуете на автомобиле, можно установить на крышу и пользоваться электричеством, не переживая, что разрядится аккумулятор автомашины. В обычной квартире она тоже может быть полезной. На случай отключения света. Благодаря аккумулятором можно пользоваться даже в темное время суток. И потом пополнить заряд, когда выйдет солнце. А теперь немного о технических данных батареи. Общая емкость аккумуляторов составила 230 ватт часов. Это значит, что ноутбук и другие маломощные приборы могут работать почти целый день в пасмурную погоду. Мощность 6 солнечных элементов солнечный день составляет около 50. Хотя это немного, но энергия идёт постоянно. Если учесть, что более мощные потребители мы пользуемся не постоянно, есть перерывы, этого хватит, чтобы поддерживать заряд акб. Теперь отключения света не страшны, пускай хоть на месяц отключают. Есть неисчерпаемый источник энергии.

Источник

Солнечная панель на 220 вольт позволяющая сделать автономное электричество

Солнечная панель является конструкцией, в которой объединены фотоэлементы, которые под действием солнечной энергии «производят» постоянный электрический ток. Они бывают разных размеров: миниатюрные, работающие в микрокалькуляторах; крупные, используемые для создания солнечных электростанций, способных обеспечить автономных электричеством дом, производство.

Сегодня массово в солнечных панелях применяются два вида фотоэлектрических преобразователей. Оба изготавливаются из кремния. Первый вид поликристаллический – получают из расплава кремния путем его долго охлаждения. Технология не сложная, не требует больших дополнительных затрат, потому изготавливаемые фотоэлементы имеют доступную цену. Правда КПД поликристаллических ФЭП не превышает 12%.

Второй вид фотоэлементов – монокристаллический. Их получают, нарезая тонкими пластинами кремниевый кристалл, который выращивается искусственно. У них больший (17%) КПД, но и значительно выше цена.

Виды фотоэлектрических преобразователей можно различить визуально. Поликристаллические имеют неоднородную поверхность, они плоские и квадратные. Монокристаллические тоньше, обладают однородной поверхностью, в панелях выглядят как квадраты, у которых срезаны углы. Панели из первых, при одинаковых характеристиках, всегда больше по площади.

Чтобы получить 220 В автономного электроснабжения, вначале рассчитывают потребность дома в нем. Можно пользоваться средним его потреблением, которое, к примеру, для дачи составляет 2…3кВт·часа. Можно рассчитать все по имеющемуся в доме электросчетчику, записывая его показания.

Далее рассчитывают необходимое количество аккумуляторов, которые могут обеспечить нужный объем энергопотребления. К примеру, один гелиевый аккумулятор с емкостью 100 А·ч, имея напряжение 12 В, способен запасать от солнечных панелей 2,5 кВт·ч энергии, что достаточно для суточной работы: холодильника (класс А); насоса (в день 3 часа); пяти энергосберегающих ламп на 20 Вт (в день 3 часа); телевизора со средней диагональю (в день 3 часа); ноутбука (в сутки 5 часов); пылесоса (в день 0,17 часа); зарядного устройства мобильника (в день 3 часа); дрели (в сутки 0,17 часа); циркулярной пилы (в сутки 0,17 часа).

Читайте также:  Комплект солнечных батарей для похода

Определившись с числом аккумуляторов, определяют сколько нужно установить солнечных панелей, чтобы их заряжать. Показатели зависят от региона, к примеру, в Подмосковье, в солнечные дни от одной панели можно получить 0,75 кВт·ч энергии. То есть при одном гелиевом аккумуляторе их нужно установить минимум три.

Солнечная панель заряжает аккумуляторы, они способны отдавать постоянный ток напряжением 12 В. Поэтому в схему домашней солнечной электростанции входит инвертор, который преобразует его в переменный с напряжением 220 В. Он и поступает в внутридомовую электрическую сеть, от которой работает все перечисленное выше оборудование.

Источник

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.

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

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.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

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.

Читайте также:  Какую солнечную панель выбрать для кемпинга

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

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.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

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.

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.

Читайте также:  Солнечные батареи 12в для дома

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.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

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.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

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.

Бликов на корпусе быть не должно

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.

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

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).

Источник