Меню

Ветрогенераторы совместно с солнечными батареями

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

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Для обеспечения дома бесплатной энергий сейчас использую автономные солнечные электростанции, это вариант особенно актуален в условиях нестабильности электроснабжения. Правда у этого метода есть один значительный недостаток — в пасмурную погоду эффективность работы гелиосистемы крайне мала, поэтому может потребоваться дополнительный источник энергии.

Читайте также:  Солнечные панели с большим кпд

Использование различных генераторов нецелесообразно, так как они нуждаются в значительных расходах и сильно шумят. Оптимальным выходом будет комбинированные установки, которые представляют собой сочетание солнечной батареи и ветрогенераторов.

Гибридные комплексы позволяют обеспечить здание необходимым количеством энергии и компенсировать отдельные недостатки. Например, использовать ветрогенераторы без резервного энергоисточника будет не рационально, так как наличие энергии будет зависеть только от погоды. Если ветра не будет несколько дней подряд, то аккумулятор настолько разрядится, что не не сможет обеспечить дом необходимым количеством энергии.

У солнечных батарей тоже есть слабая сторона, они мало эффективны в пасмурную погоду, которая зачастую сопровождается порывами ветра. Таким образом эти две системы будут дополнять друг друга, обеспечивая бесперебойную подачу энергии и создавая определенный запас в аккумуляторе. Еще одним достоинством солнечной батареи является то, что она не требует расходов на топливо и содержание, при этом работает она максимально эффективно в жаркое летнее время, когда ветров почти не наблюдается.

В летний сезон и солнечной зимой наилучшая энерговыработка будет поступать от солнечных батарей. А осенью и весной, когда обычно наблюдается пасмурная погода дуют сильные ветра, которые дают возможность ветрякам выполнить свою работу.

Состав гибридных систем

Любая комбинированная солнечно-ветровая система включает в свой состав солнечные панели, ветрогенератор, контроллеры заряда, инвертор и аккумуляторы для сохранения энергии. Характеристики компонентов должны побираться индивидуально и зависят от потребностей потребителя, которые должна удовлетворять система. Важно учитывать тип ветрогенератора.

Совокупное использование ветрогенераторов и солнечных батарей позволяет обеспечивать полную энергонезависимость жилья. Такие системы позволяют подобрать более гибкую конфигурацию, чем при отдельном использовании. На них действую вполне доступные цены.

К примеру система, в которой используется ветряк мощностью 600 Вт и батареи в 500 Вт( с использованием контроллера, инвертора, а также АКБ) будет стоить около 526 тыс. рублей. За месяц такая установка будет вырабатывать порядка 450 кВт*ч. Что вполне удовлетворит потребности средней семьи из 4 человек.

Элементы гибридной системы устанавливаются также как и по отдельности. Солнечные батареи монтируют на крыше или специальной форме, которую можно использовать как навес или крышу террасы, а ветряки — на мачтах не далеко от дома.

При вращении лопасти некоторых производителей издают специфический звук, некоторые относят это к недостаткам системы, но на самом деле особых неудобств не наблюдается. А всю потому что звук довольно монотонен и не резок, благодаря чему люди со временем перестают замечать его.

Монтаж происходит по стандартной схеме. Ветрогенератор и солнечные батареи подсоединяются через контроллер к АКБ, где будет удерживаться выработанная энергия. Потребителя тока подключаются через инвертор.

Установка такой системы потребует существенных первоначальных расходов, но со временем расходы окупятся полной энергонезависимостью от центральных систем, за которые нужно платить. Кроме того такая система не нуждается в расходах на обслуживание. В целом окупаемость проекта зависит исключительно от сложности монтажа и нагрузок на систему, но в среднем составляет 15 лет. Многие посчитают такой срок слишком большим, то если вспомнить, что цены на электричество постоянно возрастают, а для подключения коттеджа к центральному электроснабжению и монтажу необходимого оборудования( трансформатор и кабеля для передачи энергии) также потребуют не малых затрат. Если же воспользоваться самым легким способом получения электричества бензогенератором, то сроки окупаемости проекта снизятся до 3-4 лет.

Установка гибридной системы будет наилучшим решением. Такие комплексы лучше не использовать на даче, так как они предназначены для постоянного использования.

  1. Горизонтальные. Как правило они значительно дешевле, но эффективно работают только при ветрах с одного направления. В связи с этим их лучше не использовать в условиях переменных ветров;
  2. Вертикальные. Стоят в несколько раз дороже горизонтальных, эффективно работают при больших ветрах, в не зависимости от его направления. Лучше их использовать в пересеченной местности, где высокая турбулентность воздушных потоков.

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.
Читайте также:  Установка солнечных батарей статья

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

Опыт использования 2-х солнечных батарей 100P12-EX по 100 Вт поликристалл

Прошел почти год как я использую солнечные батареи на даче и два ветряка. Две панели по 100 ватт были приобретены в прошлом году в (май 2013 год), обошлись мне в 7100 рублей каждая. На данный момент проработали, лето, зиму, сейчас конец марта 2014 год. Солнечные батареи оправдали все надежды, выдавали свои заявленные характеристики, вообще к самим панелям пока нареканий нет. В отличие от монокристаллических, поликристаллические дают чуть больше энергии в пасмурную погоду, что хорошо в наших климатических условиях.
На даче минимальное энергопотребление, это светодиодные ленты, три шт. по 1м. длинной, потребление каждой 0,5А. плюс на улице пара светодиодных лампочек. Небольшой телевизор на 12вольт. 21дюйм экран. А так же зарядники для телефонов планшетов и интернет 3джи вай-фай роутер, в общем полный набор для доступа в интернет. Так же имеется дешевый инвертор 12/220вольт, через который иногда включаю маленькую балкарку, кипятильник, паяльник пр. В среднем энергопотребление 300-500ватт энергии в сутки.

Сначала у меня были два самодельных ветрогенератора, к которым я изготовил самодельный балластный регулятор. С появлением панелей надобность летом в ветряках отпала, а солнечные панели я подключил к этому балластному регулятору. Подробнее о этом самодельном контроллере можно узнать в других статьях из раздела.

Читайте также:  Солнечные панели для дома контроллер

На фото эти ветряки

В общем летом, и до самого конца сентября мне хватало всего одной солнечной батареи, вторая просто висела на стенке и не была подключена. При каждодневном солнце аккумуляторы, которых было 3шт. по 60А/ч очень быстро заряжались. И это не удивительно, панель давала мощность до 70ватт в час в при ярком солнце, а за темное время суток с аккумуляторов бралось всего около 150ватт. К 10-ти часам утра аккумуляторы обычно уже полностью заряжены.

В общем до осени было все круто, но когда на дворе уже стоял ноябрь, то уже две панели в пасмурные дни не могли за световой день и 200 ватт выдать. В условиях постоянной пасмурной погоды аккумуляторы сильно разрядились и приходилось экономить электричество и ждать, когда же выйдет солнце. Кстати многие спрашивают, сколько панели дают в пасмурную погоду — по-разному, зависит от освещенности. Если днем солнце перекроет на короткое время тучка, то ток падает с 5,7А до 2-3А. А если небо туго затянуло тучами, то ток всего 0,2-0,4А. Кстати не смотря на то что панели по 100 ватт без умного контроллера реальная мощность доходит только до 70 ватт, чтобы получить всю мощность нужно использовать МРРТ контроллеры. У меня же вообще тогда был самодельный, но правда вполне рабочий.

Фото этих панелей, они сейчас подняты по выше, закреплены на самой крыше чтобы зимой низкое солнце утром и вечером больше времени попадало на панели

В декабре вместе с солнечными батареями уже трудились два самодельных ветряка номинальной мощностью по 100 ватт. Но солнца совсем не-было по подсчетам от панелей за световой день энергии приходило всего 30-60ватт. Так же и ветра почти не-было, поэтому аккумуляторы уже много дней прибывали в полном разряде, хватало их только на освещение. Если бы стоял заводской контроллер, то он давно бы отключил аккумуляторы, но я высаживал аккумуляторы даже до 7вольт. В общем к весне они были еле живые. Изначальная емкость аккумуляторов была180А/ч стала всего около 20А/ч. Это я к тому что не высаживайте так аккумуляторы, иначе придется скоро новые покупать. Аккумуляторы правда отдельная тема и об этом в других статьях.

Зима не лучшее время для выработки солнечной энергии. А с ветром в мой местности всегда проблемы, нормальный ветер бывает один два раза в месяц. В новогодние праздники 16 дней не было ни ветра ни солнца. В такие погодные капризы чтобы не было перебоев нужно иметь бензогенератор, или очень мощную ветросолнечную систему, чтобы даже в пасмурные дни чтото реальное вырабатывалось, или кучу аккумуляторов чтобы пару недель можно прожить только на акб., но самое дешевое это бензогенератор, который нужно то всего три раза в год использовать, что дешевле чем покупать много солнечных панелей, аккумуляторов, или ставить ветряк с большим запасом мощности.

Сейчас я заменил аккумуляторы, купил один автомобильный самый дешевый на 55А/ч. Так же на али экспресс купил контроллер для солнечных батарей.

Ниже на фото контроллер солар 30 МРРТ

Солнце каждый день и с электричеством никаких перебоев нет, питаемся словно от центральной электросети. Ветряки поработали на славу зимой и теперь сняты до следующей зимы. Кстати зимой ветряки здорово выручали и вырабатывали намного больше чем солнечные панели. Общий вывод сложился такой, солнечные панели — это реальный способ автономного электрообеспечения, и дешевый если не надо питать прожорливую технику типа холодильника, насоса и др.

В летний период панели очень хорошо работают. За световой день одна панель мощностью 100ватт может отдавать до 700-800 ватт/ч энергии, а если умный контроллер, то еще больше. Имея 2-3 таких панели и аккумулятор емкостью около 200А/ч летом можно питать полностью небольшой домик, (насос, холодильник и прочее). За месяц можно получить до 60кВт/ч энергии. Если нужно больше, 300-400кВт/ч, то цена за электростанцию будет не маленькая. А для минимальных потребностей 30-50 тысяч рублей нормальная цена, зато несколько лет по крайней мере летом всегда с электричеством, как умрут аккумуляторы их просто заменить и электростанция как новая.

Источник