Лампы солнечные батареи сколько

Расчёт солнечных батарей

Приветствую вас на сайте е-ветерок.ру, сегодня я хочу вам рассказывать о том сколько нужно солнечных батарей для дома или дачи, частного дома и пр. В этой статье не будет формул и сложных вычислений, я попробую донести всё простыми словами, понятными для любого человека. Статья обещает быть не маленькой, но я думаю вы не зря потратите своё время, оставляйте комментарии под статьёй.

Самое главное чтобы определится с количеством солнечных батарей надо понимать на что они способны, сколько энергии может дать одна солнечная панель, чтобы определить нужное количество. А также нужно понимать что кроме самих панелей понадобятся аккумуляторы, контроллер заряда, и преобразователь напряжения (инвертор).

Расчёт мощности солнечных батарей

Чтобы рассчитать необходимую мощность солнечных батарей нужно знать сколько энергии вы потребляете. Например если ваше потребление энергии составляет 100кВт*ч в месяц (показания можно посмотреть по счётчику электроэнергии), то соответственно вам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали такое количество энергии.

Сами солнечные батареи вырабатывают солнечную энергию только в светлое время суток. И выдают свою паспортную мощность только при наличие чистого неба и падении солнечных лучей под прямым углом. При падении солнца под углами мощность и выработка электроэнергии заметно падает, и чем острее угол падения солнечных лучей тем падение мощности больше. В пасмурную погоду мощность солнечных батарей падает в 15-20 раз, даже при лёгких облачках и дымке мощность солнечных батарей падает в 2-3 раза, и это всё надо учитывать.

При расчёте лучше брать рабочее время, при котором солнечные батареи работают почти на всю мощность, равным 7 часов, это с 9 утра до 4 часов вечера. Панели конечно летом будут работать от рассвета до заката, но утром и вечером выработка будет совсем небольшая, по объёму всего 20-30% от общей дневной выработки, а 70% энергии будет вырабатываться в интервале с 9 до 16 часов.

Таким образом массив панелей мощностью 1кВт (1000ватт) за летний солнечный день выдаст за период с 9-ти до 16-ти часов 7 кВт*ч электроэнергии, и 210кВт*ч в месяц. Плюс ещё 3кВт (30%) за утро и вечер, но пускай это будет запасом так-как возможна переменная облачность. И панели у нас установлены стационарно, и угол падения солнечных лучей изменяется, от этого естественно панели не будут выдавать свою мощность на 100%. Я думаю понятно что если массив панелей будет на 2кВт, то выработка энергии будет 420кВт*ч в месяц. А если будет одна панелька на 100 ватт, то в день она будет давать всего 700 ватт*ч энергии, а в месяц 21кВт.

Неплохо иметь 210кВт*ч в месяц с массива мощностью всего 1кВт, но здесь не всё так просто

Во-первых не бывает такого что все 30 дней в месяце солнечные, поэтому надо посмотреть архив погоды по региону и узнать сколько примерно пасмурных дней по месяцам. В итоге наверно 5-6 дней точно будут пасмурные, когда солнечные панели и половины электроэнергии не будут вырабатывать. Значит можно смело вычеркнуть 4 дня, и получится уже не 210кВт*ч, а 186кВт*ч

Так-же нужно понимать что весной и осенью световой день короче и облачных дней значительно больше, поэтому если вы хотите пользоваться солнечной энергией с марта по октябрь, то нужно увеличить массив солнечных батарей на 30-50% в зависимости от конкретного региона.

Но это ещё не всё, также есть серьёзные потери в аккумуляторах, и в преобразователей (инверторе), которые тоже надо учитывать, об этом далее.

Про зиму я пока говорить не буду так-как это время совсем плачевное по выработке электроэнергии, и тут когда неделями нет солнца, уже никакой массив солнечных батарей не поможет, и нужно будет или питаться от сети в такие периоды, или ставить бензогенератор. Хорошо помогает также установка ветрогенератора, зимой он становится основным источником выработки электроэнергии, но если конечно в вашем регионе ветренные зимы, и ветрогенератор достаточной мощности.

Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей

Примерно так выглядит солнечная электростанция внутри дома

Ещё один пример установленных аккумуляторов и универсального контроллера для солнечных батарей

Самый минимальный запас ёмкости аккумуляторов, который просто необходим должен быть такой чтобы пережить тёмное время суток. Например если у вас с вечера и до утра потребляется 3кВт*ч энергии, то в аккумуляторах должен быть такой запас энергии.

Если аккумулятор 12 вольт 200 Ач, то энергии в нём поместиться 12*200=2400 ватт (2,4кВт). Но аккумуляторы нельзя разряжать на 100%. Специализированные АКБ можно разряжать максимум до 70%, если больше то они быстро деградируют. Если вы устанавливаете обычные автомобильные АКБ, то их можно разряжать максимум на 50%. По-этому, нужно ставить аккумуляторов в два раза больше чем требуется, иначе их придётся менять каждый год или даже раньше.

Оптимальный запас еъёмкости АКБ это суточный запас энергии в аккумуляторах. Например если у вас суточное потребление 10кВт*ч, то рабочая ёмкость АКБ должна быть именно такой. Тогда вы без проблем сможете переживать 1-2 пасмурных дня, без перебоев. При этом в обычные дни в течение суток аккумуляторы будут разряжаться всего на 20-30%, и это продлит их недолгую жизнь.

Ещё одна немаловажная делать это КПД свинцово-кислотных аккумуляторов, который равен примерно 80%. То-есть аккумулятор при полном заряде берёт на 20% больше энергии чем потом сможет отдать. КПД зависит от тока заряда и разряда, и чем больше токи заряда и разряда тем ниже КПД. Например если у вас аккумулятор на 200Ач, и вы через инвертор подключаете электрический чайник на 2кВт, то напряжение на АКБ резко упадёт, так-как ток разряда АКБ будет около 250Ампер, и КПД отдачи энергии упадёт до 40-50%. Также если заряжать АКБ большим током, то КПД будет резко снижаться.

Также инвертор (преобразователь энергии 12/24/48 в 220в) имеет КПД 70-80%.

Учитывая потери полученной от солнечных батарей энергии в аккумуляторах, и на преобразовании постоянного напряжения в переменное 220в, общие потери составят порядка 40%. Это значит что запас ёмкости аккумуляторов нужно увеличивать на 40%, и так-же увеличивать массив солнечных батарей на 40%, чтобы компенсировать эти потери.

Но и это ещё не все потери. Существует два типа контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных батарей, и без них не обойтись. PWM(ШИМ) контроллеры более простые и дешёвые, они не могут трансформировать энергию, и потому солнечные панели не могут отдать а АКБ всю свою мощность, максимум 80% от паспортной мощности. А вот MPPT контроллеры отслеживают точку максимальной мощности и преобразуют энергию снижая напряжение и увеличивая ток зарядки, в итоге увеличивают отдачу солнечных батарей до 99%. Поэтому если вы ставите более дешёвый PWM контроллер, то увеличивайте массив солнечных батарей ещё на 20%.

Расчёт солнечных батарей для частного дома или дачи

Если вы не знаете ваше потребление и только планируете скажем запитать дачу от солнечных батарей, то потребление считается достаточно просто. Например у вас на даче будет работать холодильник, который по паспорту потребляет 370кВт*ч в год, значит в месяц он будет потреблять всего 30.8кВт *ч энергии, а в день 1.02кВт*ч. Также свет, например лампочки у вас энергосберегающие скажем по 12 ватт каждая, их 5 штук и светят они в среднем по 5 часов в сутки. Это значит что в сутки ваш свет будет потреблять 12*5*5=300 ватт*ч энергии, а за месяц «нагорит» 9кВт*ч. Также можно почитать потребление насоса, телевизора и всего другого что у вас есть, сложить всё и получится ваше суточное потребление энергии, а там умножить на месяц и получится некая примерная цифра.

Например у вас получилось в месяц 70кВт*ч энергии, прибавляем 40% энергии, которая будет теряться в АКБ, инверторе и пр. Значит нам нужно чтобы солнечные панели вырабатывали примерно 100кВт*ч. Это значит 100:30:7=0,476кВт. Получается нужен массив батарей мощностью 0,5кВт. Но такого массива батарей будет хватать только летом, даже весной и осенью при пасмурных днях будут перебои с электричеством, поэтому надо увеличивать массив батарей в два раза.

В итоге вышеизложенного в вкратце расчёт количества солнечных батарей выглядит так:

принять что солнечные батареи летом работают всего 7 часов с почти максимальной мощностью

посчитать своё потребление электроэнергии в сутки

Разделить на 7 и получится нужная мощность массива солнечных батарей

прибавить 40% на потери в АКБ и инверторе

прибавить ещё 20% если у вас будет PWM контроллер, если MPPT то не нужно

Пример: Потребление частного дом 300кВт*ч в месяц, разделим на 30 дней = 7кВт, разделим 10кВт на 7 часов, получится 1,42кВт. Прибавим к этой цифре 40% потерь на АКБ и в инверторе, 1,42+0,568=1988ватт. В итоге для питания частного дома в летнее время нужен массив в 2кВт. Но чтобы даже весной и осенью получать достаточно энергии лучше увеличить массив на 50%, то-есть ещё плюс 1кВт. А зимой в продолжительные пасмурные периоды использовать или бензогенератор, или установить ветрогенератор мощностью не менее 2кВт. Более конкретно можно рассчитать основываясь на данных архива погоды по региону.

Стоимость солнечных батарей и аккумуляторов

Цены на солнечные батареи и оборудование сейчас достаточно разнятся, одна и также продукция может по цене в разы отличаться у разных продавцов, поэтому ищите дешевле, и у проверенных временем продавцов. Цены на солнечные батареи сейчас в среднем 70 рублей за ватт, то-есть массив батарей в 1кВт обойдётся примерно в 70т.руб, но чем больше партия тем больше скидки и дешевле доставка.

Качественные специализированные аккумуляторы стоят дорого, аккумулятор 12в 200Ач обойдётся в среднем в 15-20т.рублей. Я использую вот такие акб, про них написано в этой статье Аккумуляторы для солнечных батарей Автомобильные в два раза дешевле, но их надо ставить в два раза больше чтобы они прослужили хотябы лет пять. А так-же автомобильные АКБ нельзя ставить в жилых помещениях так-как они не герметичны. Специализированные при разряде не блолее 50% прослужат 6-10 лет, и они герметичные, ничего не выделяют. Можно купить и дешевле если брать крупную партию, обычно продавцы дают приличные скидки.

Остальное оборудование наверно индивидуально, инверторы бывают разные, и по мощности, и по форме синусоиды, и по цене. Так-же и контроллеры заряда могут быть как дорогие со всеми функциями, в том числе с о связью с ПК и удалённым доступом через интернет.

Источник

Лампа на солнечной батарее: принцип работы. Виды ламп на солнечных батареях

Во время благоустройства сада требуется освещение некоторых участков. Лампы могут быть установлены у главного входа, возле беседок, тропинок. Также они применяются в качестве декорирования участка. Подсоединять светильники к сети неудобно, к тому же это – недешево. Поэтому лампа на солнечной батарее будет лучшим выбором. О принципе работы таких устройств рассказано в статье.

Особенности

Лампа на солнечных батареях стоит недорого. Для нее не нужна квалифицированная установка и подготовка места. Чтобы все выглядело оригинально, нужно выполнять условия применения данных светильников. Китайские товары могут использоваться как светлячки, но они имеют функции полупроводников. Раньше такие светильники могли использоваться лишь в космической технике и особых приборах. У людей не было этой возможности.

Такие осветительные приборы нужны там, где отсутствует электричество или оно невыгодно по цене. Ресурс работы данного светильника имеет ограничение по емкости аккумулятора и типу лампы. Батарею требуется регулярно заряжать, поэтому нет полной автономности. Светодиоды устранили проблему выбора ламп для фонарей. Они эффективны, их световой поток выше.

Устройство

Некоторые считают, что освещение на садовом участке невозможно без проводов. Но автономные источники есть, они несложные в реализации из-за накапливания энергии в солнечных батареях. Устройство приспособления простое. В конструкции есть:

1. Лампа со светодиодами, имеющая разные цвета освещения.
2. Солнечная батарея, преобразующая солнечный свет в энергию тока.
3. Аккумулятор, который в дневное время функционирует на заряд, а в ночное отдает энергию на освещение.
4. Зарядный контроллер напряжения, повышающий энергию.
5. Фотодатчик света. С ним свет включается автоматически с наступлением темноты, а выключается с достаточным освещением.
6. Корпус светильника, элементы крепления.

В лампах на солнечной батарее могут быть звуковые устройства, имитирующие собачий лай, датчики света, движения. Защитный колпак создается из гладкого стекла.

Действие

Лампы на солнечной батарее функционируют по особому методу. Специальная деталь образует из лучей солнца электричество, которым заряжается аккумулятор в течение светового дня. С сумерками происходит запуск аккумулятора фотоэлементом, и поэтому происходит освещение.

С рассветом фотодатчиком отсоединяется батарея, и лампа выключается. Если до этого периода заряд аккумулятора закончился, то будет действовать датчик меньшей емкости, и поэтому аккумулятор отключается. Практически все такие лампы имеют батарею малой емкости. С ними получится освещать территорию не более 8 часов при полной зарядке.

При коротком световом дне лампам освещения на солнечных батареях достаточно заряда за ночь. Есть приспособления с длительным периодом работы. Фонари с LED-элементами имеют высокую работоспособность, к тому же они ярче освещают. При наличии датчиков движения длительность работы увеличивается из-за того, что свет включается лишь в необходимое время.

Светодиодные лампы на солнечной батарее применяются в освещении участков, усадеб. Приспособления отличаются дизайном. По функциональности они бывают следующими:

1. Болларды. Приборы на колышках устанавливают на небольших площадках.
2. Для стен, висящие на столбах.
3. Для декорирования площадок, лестниц.
4. Плавающие (для водоемов).
5. Водонепроницаемые (для освещения под водой).
6. Для украшения клумб.
7. Фонари в виде зверей, каких-либо персонажей.

С помощью классификации получится выбрать подходящую модель прибора. Обычно фонари используются для выполнения различных функций, поэтому разделение на виды условно. Светильник состоит из модуля преобразования света, аккумулятора, светодиодов, схемы для контроля за зарядом и включением фонаря. Сложные устройства устанавливаются на основе особых условий работы.

Эксплуатация

Все хозяева при благоустройстве территории дачи желают сохранить внешний облик усадьбы. Чтобы продлить работу садовой лампы на солнечной батарее, нужно выполнять простые условия для их исправности. Важно бережное отношение к корпусу устройства, ведь он портится от механических повреждений.

Чтобы лучи солнца попадали на фотоэлементы, необходимо протирать их поверхность от пыли, грязи. Если лампа не герметичная, то не следует ставить ее около водоема. Только специальные устройства могут контактировать с водой. Осенью, до холодов, светильники выключают и убирают из них аккумуляторы. Со временем требуется замена батареи.

Для квартиры

Лампы на солнечных батареях для дома работают по аналогичному принципу. Днем ее надо поставить на подоконник для насыщения лучами солнца, а вечером поставить в комнату. В некоторых устройствах есть несколько функций, например, зарядное устройство. Достаточно подключить устройство с помощью USB-разъема, чтобы эта функция начала работать.

Приборы, функционирующие с помощью солнечных батарей, включают светодиодные лампочки. Связано это с хорошим освещением, при этом потребляется меньше энергии. А это считается важным показателем для солнечной лампы, где бы она ни использовалась – внутри помещения или снаружи.

Плюсы и минусы

Перед приобретением устройства надо ознакомиться с информацией о нем, а также изучить особенности использования. Большинство людей, купивших их, рады работе приспособлений.

К преимуществам относят экономия электроэнергии. Цена фонарей обычных моделей невысокая, поэтому можно купить несколько штук для установки в разных местах. Приборы автономны в работе, поэтому для них не требуется электричество. Установка фонарей простая. Достаточно соблюдать простые правила эксплуатации, чтобы лампы служили долго.

При покупке следует обращать внимание на количество ламп, которые определяют интенсивность освещения, емкость аккумулятора, материал фотоэлемента. Стандартные приборы для газонов стоят 100-200 рублей, но функционируют они недолго. Более качественные устройства стоят дороже.

Таким образом, такие лампы могут служить отличными помощниками, особенно на территории дачного участка. Такие приборы просты и удобны в использовании.

Источник