Солнечные панели плюс ветрогенератор

Совместная работа ветрогенератора и солнечных батарей

В этой статье я хочу поделится своим опытом по подключению и совместной работе солнечных батарей вместе с ветрогенератором через один солнечный контроллер. Чтобы ввести в курс дела начну по по порядку. Солнечные панели у меня четыре штуки на 12В по 100 ватт (400 ватт), и имеется самодельный ветрогенератор мощностью 300 ватт. Они подключены к одному контроллеру для солнечных батарей ФОТОН 100-50.

Солнечные панели соединены на 24 вольта, то есть по две панели последовательно и далее уже в параллель, напряжение холостого хода 44 вольта. Они подключены к контроллеру штатно, так же параллельно солнечным батареям включен и ветрогенератор, то есть они работают и одновременно заряжают АКБ. Ниже фотография внутренней части моей мини электростанции.

Вообще нельзя подключать ветрогенератор к солнечным контроллерам если они не имеют защиты по входному напряжению и по току. Нельзя потому что если напряжение ветрогенератора превысит максимально допустимое напряжение контроллера, то сгорят транзисторы. В обычных PWM контроллерах на 12/24 вольта максимально допустимое входное напряжение около 50 вольт. И например когда аккумуляторы уже хорошо заряжены то они не весь ток потребляют и контроллер начинает его ограничивать. Соответственно входное напряжение повышается, ветрогенератору становится легче, и он при наличие хорошего ветра начинает набирать большие обороты и напряжение повышается, и если он превысил порог то контроллер сгорает. ахА если при этом сильный ветер, как это обычно случается, то есть риск что ветряк без нагрузки пойдёт вразнос, наберёт бешеные обороты и «скинет» лопасти.

В контроллер ФОТОН 100-50 есть все необходимые защиты, поэтому при подключении ветряка ничего страшного не случится, что подтверждено многочисленными видео на моём канале yutube про работу ветряка с этим контроллером. В настройках контроллера есть один из трёх режимов, в котором у меня с ним нормально работает ветрогенератор. Принцип работы этого режима такой:

Контроллер работает в режиме работы по напряжению в процентах от Uxx, и измеряет раз 1-2 секунды напряжение холостого хода ветряка, и просаживает его на 20%. Например если напряжение холостого хода ветряка 50 вольт, то контроллер подсаживает его до 32 вольта и с этой точки снимает мощность. Например если будет 32А и ток по входу 4А, то на выходе ток заряда составит 9А на АКБ 13 вольт. Если ветрогенератор раскручивается то его напряжение повышается и контроллер измеряя его повышает точку отбора мощности. И наоборот если обороты падают то и напряжение уменьшается, и контроллер понижает точку отбора мощности. С моим ветряком начало заряда с 14 вольт происходит, и на сильном ветру напряжение бывает под 60-80 вольт подскакивает.

С солнечными панелями контроллер работает также, но у них напряжение стабильное и не меняется. Поэтому если днём светит солнце то контроллер забирает энергию с панелей держа точку MPPT в пределах 36-38 вольт. И если есть ветер то пока напряжение ветрогенератора ниже этого напряжения то зарядки нет от него и работают только солнечные панели. Но как только напряжение станет выше то и ветрогенератор начинает заряжать акб. У меня ветрогенератор оптимально работает на 24-36-48в и поэтому он удачно подошёл для совместной работы с панелями и к контроллеру.

Когда аккумуляторы почти заряжены и начинается ограничение по току, и контроллер переходит в режим поддержки то входное напряжение увеличивается. И если ветрогенератор оказывается мощнее чем потребление энергии то напряжение по входу повышается и начинается работа только от ветряка, а рабочее напряжение солнечных батарей становится ниже. Как это работает можно увидеть на этом видео:

Контроллер у меня уходит в защиту при 44.3 ампера, поэтому я выставил в настройках ток заряда максимальный 44А. Если ток заряда окажется больше то контроллер не уходит в защиту, а просто ограничивает ток на этом уровне.

В таком режиме солнечные панели вместе с ветрогенератором работают у меня всю зиму, и лично мне всё нравится учитывая особенности именно моей электростанции.

Источник

Ветрогенератор или солнечные батареи — что выбрать?

Для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенератор в одной системе.

В каких случаях стоит это делать и какой источник альтернативной энергии выбрать, можно понять, рассмотрев плюсы и минусы ветряков и солнечных панелей.

Плюсы солнечных панелей:

• Надежность — качественные панели от известного мирового производителя проработают 25 лет и более, поскольку они не имеют подвижных частей и какой-либо электроники в своем составе, а закаленное стекло, прочная алюминиевая рама и надежная герметизация элементов обеспечивает беспроблемную эксплуатацию панелей в любых погодных условиях при любой температуре.
• Простота установки — при помощи стандартных крепежных комплектов можно легко закрепить панели на крыше или на стене дома.
• Отсутствие необходимости технического обслуживания — единственное, что рекомендуется для увеличения выработки энергии, это раз в год вымыть поверхность солнечных панелей моющим средством для стекла, но и это не обязательно.

Минусы солнечных панелей:

• Низкая среднесуточная выработка электроэнергии в зимнее время — в 5-10 раз меньше, чем летом для средней полосы России, в 2-3 раза меньше — для южных регионов и полное отсутствие выработки зимой в северных регионах за полярным кругом. Для компенсации недостатка электроэнергии необходимо использовать дизель-генератор, бензогенератор или ветрогенератор.
• Сильная зависимость выработки электроэнергии от погоды. В облачную погоду выработка снижается до 5-20% по сравнению с безоблачной солнечной погодой. Однако, устранить эту зависимость в автономной солнечной электростанции можно применив аккумуляторы повышенной емкости, обеспечивающие запас электроэнергии на 5-7 дней.

Плюсы ветрогенераторов:

• Выработка электроэнергии не зависит от времени суток и времени года, если есть ветер.
• В местности, где часто дуют ветры (в горах, в степях, на берегах рек и морей), ветряк может выработать значительное количество электроэнергии. Однако общая площадь таких мест, населенных людьми, в Российской Федерации составляет менее 1% от всех населенных мест.

Минусы ветрогенераторов:

• Необходимость монтажа на мачте высотой более 25 метров на 99% местности Российской Федерации, поскольку жилая застройка и леса сильно снижают скорость ветра близко к земле — стоимость монтажа ветрогенератора во много раз превысит стоимость самого ветрогенератора.
• При средней скорости ветра в России, равной 3-4 метра в секунду, ветрогенератор будет вырабатывать около 1-3% процентов от своей номинальной мощности. Номинальная мощность ветрогенератора указана для ветра скоростью 10-12 м/сек.
• Отсутствие надежности в сегменте маломощных ветряков мощностью до 10 кВт — большинство дешевых маломощных ветряков не проработает больше 2-х лет без поломок, хотя есть случаи работы ветряков и по 8 лет. Если Вам известны факты более продолжительной работы без поломок, поделитесь этим со всеми на нашем форуме.
• Необходимость ежегодного технического обслуживания для поддержания ветрогенератора в рабочем состоянии.
• Замерзание смазки при отрицательных температурах приводит к невозможности старта ветряка зимой.
• Свист маломощных ветряков, работающих на высоких оборотах при большой скорости ветра — не доставит удовольствия ни Вам, ни Вашим соседям.
• Низкочастотный инфразвук мощных ветрогенераторов при любой скорости ветра и маломощных при небольшой скорости ветра — как известно, инфразвук оказывает отрицательное влияние на здоровье человека и всего живого. Именно по этой причине промышленные ветроэлектростанции расположены на значительном удалении от жилых массивов.

Подведём итог:

Использование ветрогенератора, как дополнительного источника энергии для солнечной электростанции имеет экономический смысл только в местности, где часто дуют ветры, при условии, что есть возможность его установки вдали от жилья. При этом необходимо устанавливать надежные мощные модели с мощностью от 10 кВт и обязательно проводить их ежегодное техобслуживание.

О том, имеет ли экономический смысл установка солнечных батарей, читайте здесь.

Ветрогенератор или солнечные батареи — вот в чем вопрос 🙂

Источник

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Использование солнечных батарей позволяет обеспечить дома бесплатной энергией, особенно в условиях нестабильности электроснабжения. Однако у этого метода есть один недостаток – в пасмурную погоду эффективность гелиосистемы очень низка, и дому требуется дополнительный источник энергии. Применение разного рода генераторов (бензиновых, дизельных) неудобно, поскольку они требуют значительных расходов и очень шумят. Лучший выход – комбинированные установки, включающие в себя солнечные батареи и ветрогенераторы.

Такие гибридные комплексы позволяют в полной мере использовать возможности природной энергетики и компенсировать их отдельные недостатки. К примеру, ветрогенераторы в принципе нецелесообразно применять без резервного энергоисточника. Дело в том, что при нескольких безветренных днях подряд (что отнюдь не редкость) аккумуляторы разряжаются слишком сильно, что негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе.

Солнечные же батареи малоэффективны в пасмурную погоду, которая обычно сопровождается ветреностью. Таким образом, ветряки и гелиопанели отлично дополняют друг друга, обеспечивая постоянную зарядку АКБ и поддерживая энергоснабжение дома на должном уровне. Еще одно преимущество – солнечные системы не требуют расходов на содержание и топливо, при этом они максимально эффективны в летний период, когда скорость ветров обычно ниже.

В летний период и солнечной зимой максимальная энерговыработка будет идти от солнечных батарей. А вот в пасмурное межсезонье, когда облачность значительна и дуют сильные ветра, производить энергию будут преимущественно ветряки.

Состав гибридных систем

Каждая комбинированная солнечно-ветровая установка включает в себя гелиопанели, ветрогенератор, зарядный контроллер, аккумуляторы и инвертор. Мощность компонентов подбирается исходя из нужд энергопотребления. Но нужно учитывать и еще один фактор – тип ветрогенератора.

• Горизонтальные. Эти установки дешевле, но они эффективны при господствующих ветрах одного направления. В условиях переменных ветров их производительность минимальна;
• Вертикальные. Стоят эти источники энергии примерно в 2-3 раза дороже горизонтальных, но при этом эффективно работают и в случае постоянно меняющегося направления ветра.

Таким образом, ветрогенераторы и солнечные батареи могут полностью обеспечить энергонезависимость жилья. Кроме того, такие системы отличаются более гибкими возможностями подбора конфигурации, чем чисто солнечные или чисто ветряные установки. Вполне приемлемы и расценки на них.

Например, система из ветряка мощностью 600 Вт и батареи в 250 Вт (с контроллером, инвертором и АКБ) обойдется примерно в 85 тыс. рублей. Выработка установки составит порядка 100 кВтч/месяц.

Установка и коммутация

Монтируются элементы в гибридной системе также, как и в случае независимой установки. Солнечные батареи располагают на крыше или на отдельной монтажной ферме (в этом случае можно оптимально отрегулировать их наклон относительно горизонта), а ветряки – на мачтах возле дома.

Несмотря на то, что при вращении лопасти ветряков издают специфический звук (что многие относят к их недостаткам), они не создают дополнительных неудобств. Дело в том, что звук достаточно монотонен и не резок, поэтому люди очень быстро перестают замечать его.

Подключение проводится по классической схеме. Ветрогенератор и солнечные панели через контроллер коммутируются к АКБ, где и накапливается выработанная энергия. Потребители переменного тока подсоединяются через инвертор.

Затраты

Как и любая другая автономная энергосистема, солнечно-ветряная установка требует солидных первоначальных расходов. Однако все вложения окупаются полной энергонезависимостью от центральных сетей. Расходов же на обслуживание такая система не требует. Окупаемость проекта зависит от сложности установки и нагрузки на систему, но в среднем она составляет 2-3 года. Этот срок может показаться слишком большим, но нужно учитывать, что цены на электричество постоянно поднимаются, кроме того, подключение коттеджа к центральному энергоснабжению и установка соответствующего оборудования (трансформатора, кабельной трассы) также требуют солидных затрат.

Таким образом, для дома установка гибридной системы будет лучшим решением. На даче ставить подобные комплексы нерационально, поскольку они рассчитаны на круглогодичное использование, а дачей пользуются в основном в летний сезон.

Источник

Солнечные панели или ветрогенераторы: что выбрать для домашней электростанции

Крайне популярная тема: с помощью установок для получения альтернативной энергии от солнца или ветра вы можете автономно питать дом и приусадебный участок. Питания с нескольких компактных панелей или одного хорошего ветряка достаточно для организации освещения участка и дома в темное время суток (с использованием накопителя энергии). Гибкие солнечные панели используются для установки на крышу автомобилей: для электрификации минивенов и микроавтобусов, трейлеров и автодомов во время стоянки или путешествия.

Солнечные панели

Солнечные панели бывают разных типов: поли- и моно-кристаллические солнечные панели, гибкие полимерные солнечные панели. В зависимости от типа они имеют различную эффективность. Конечно, огромное значение имеют физические размеры панелей — чем больше, тем лучше. Жесткие панели требуют бережного отношения и надежной фиксации на крыше или на открытом пространстве. Гибкие солнечные панели подойдут для установки на оконное стекло или на крышу автомобиля. При выборе оцениваем необходимые размеры, выходное напряжение и мощность панелей.

Ветряные генераторы

Одна из популярных и сильных тем в альтернативной энергетике — это установка ветряных электростанций. С помощью недорогого уличного мотор-генератора с лопастями вы сможете гарантированно получать по 500 и более ватт энергии. Однозначно выигрывают жители тех областей, где часто дует сильный ветер. Конструкция ветряка такая, что он поворачивается по направлению за ветром, как флюгер. В зависимости от количества лопастей различаются подобные ветрогенераторы по эффективности. Существуют также вертикальные и горизонтальные ветряки, которые можно приспособить под конкретные условия. Практически все предложенные варианты доступны для заказа из наличия в России. Выбираем тип/количество лопастей/номинальное напряжение (12/24В).

Контроллеры и инверторы для солнечных панелей

Несколько недорогих моделей контроллеров питания для домашней солнечной электростанции. Контроллеры следят за уровнем отдачи энергии от для солнечных панелей, за уровнем заряда накопителей. Контроллеры имеют широкий диапазон питания — есть возможность комбинировать солнечные панели как параллельно, так и последовательно для увеличения тока/напряжения и мощности. При покупке руководствуемся параметрами выбранных солнечных панелей (мощность, ток, напряжение) с учетом из комбинаций.

Силовые инверторы и аккумуляторные батареи

В общем случае, вам потребуется одна или несколько панелей, которые можно устанавливать последовательно-параллельно, контроллер для заряда аккумуляторов-накопителей энергии, а также силовой инвертор, который будет преобразовывать напряжение с аккумуляторов в сетевое (220В/50Гц). Аккумуляторы приобретать в Китае — дело дорогое, проще установить старый свинцовый аккумулятор с автомобиля.

Условная схема организации питания для солнечных панелей.

Конечно, предложенным списком варианты для создания домашней электростанции не заканчиваются. Если на территории имеется перепад высот и отведение дождевых вод, то можно на основе двигателя-генератора реализовать небольшую гидроэлектростанцию, которая будет обеспечивать номинальное питание участка: освещение, контроль полива и т.д.

Об авторе

Для того, чтобы найти крупицу истины в огромном количестве информации – загляните в мой личный блог на IXBT. Я постарался свести все статьи по нескольким темам: обзоры тесты различных гаджетов, товаров и инструмента, а также подборки и списки интересных вариантов из китайских магазинов и не только. Постоянно добавляю свежие публикации и новые тематические направления.

Лучшие предложения смарт-часов	Подборка народных мультиметров ANENG
Выбираем осциллограф, мультиметр, цифровой микроскоп	Подборка свежих смартфонов и новинок

Пожаловаться на комментарий

19 комментариев

Добавить комментарий

Лучше сделайте коллектор из пивных банок

люто плюсую… в конце 80-х сделал для дачи (более навороченные) термо-панели из «толстых» неоновых «обсыпанных» и латунных почерневших из котельных теплообнников (валялись по свалкам) трубок, даже откачал, как мог школьным вакуумным насосом… в солнечный день зимой в подмосковье давали до 85° в контуре 🙂

поподробнее про вакуумные насосы

насос не на участке, а из «школьного кабинета физики», сосет не до «0», но прилично… не знаю, как сегодня дела с такими древними учебными пособиями, тонкая латунная трубка в одно пробке рядом с черной трубкой для теплоносителя, ударно повращать колесо с ручкой, трубку «вакуумирования» переломить пару раз пассатижами и ими же «запрессовать»… готово, один элемент коллектора готов, было 2 панели по полтора десятка трубок… неонки обрезались по концам нихромовой спиралью, пробками были медицинские из отличной термостойкой «оранжевой» резины от больших (больничных) флаконов для инъекций/диффузии, отлично подошедших по диаметру… всего этого добра во времена оны на свалке ящика, где работал, было достаточно, насос из ведомственного же профессионального училища одолжен… окончание «андроповкой» раннегорбачевского разлива с коллегой, таким же молодым специалистом и отметил 🙂

Источник