+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Аккумуляторы для солнечных батарей: гелевые, свинцово-кислотные и др

Системы альтернативной энергетики все чаще используют при обеспечении жилых домов электричеством. Так как режимы генерации и потребления электроэнергии различаются, то необходимо обеспечит ее накопление для последующей отдачи. Согласны?

Для того чтобы использовать энергию в требующийся хозяину отрезок времени, в схему включают аккумуляторы для солнечных батарей. Мы расскажем, как грамотно подобрать устройства, предназначенные для работы в циклах зарядки и разрядки. Наши рекомендации помогут выбрать оптимальную модель.

Содержание статьи:

Содержание

Аккумуляторы в системе бытовой гелеоэнергетики

Понимание способов и нюансов использования аккумуляторов при обеспечении объекта электроэнергией от солнечных батарей позволит осуществить правильный выбор устройств и обеспечит максимальный КПД системы.

Для совершения взвешенной покупки необходимо досконально разобраться в способах создания аккумуляторного массива (блока) и в правилах расчета основных характеристик.

Способ объединения устройств в единый массив

Жилые и промышленные объекты потребляют электрическую нагрузку, превышающую возможности одного аккумулятора. В том случае, если система солнечной энергетики рассчитана на большое количество электроприборов, необходимо создание массива аккумуляторных батарей по примеру подобного объединения .

Галерея изображений

Фото из

Прибор для сбора и хранения энергии

Установка аккумулятора в частном доме

Переносной тип аккумулятора для мини-электростанций

Износостойкая к погодным условиям аппаратура

Подключение аккумуляторов в единый массив хранения электроэнергии можно выполнить параллельным, последовательным или смешанным способом. Выбор зависит от необходимых выходных показателей мощности и напряжения.

Напряжение и мощность блока аккумуляторовНапряжение и мощность блока аккумуляторов

В зависимости от способа подключения аккумуляторов между собой можно добиться различных значений выходного напряжения, однако не следует создавать очень сложных схем во избежание образования уравнивающих током между устройствами в массиве

Аккумуляторные батареи размещают в доме или ином строении для обеспечения значения температуры окружающего воздуха в диапазоне от 10 до 25 градусов Цельсия выше нуля и предотвращения попадания на них воды. Это значительно продлевает срок службы устройств и уменьшает потери электроэнергии.

Современные технологии производства аккумуляторных батарей, предназначенных для размещения в жилых строениях, предусматривают повышенные меры экологической безопасности. Поэтому предпринимать каких либо специальных мер по интенсивной вентиляции помещения нет необходимости. Однако располагать их в жилых комнатах все же не следует.

Так как аккумуляторы имеют значительный вес (прибор на 12 Вольт и 200 Ач весит около 70 кг), то их надо размещать на полу или прочных и надежно закрепленных стеллажах.

Необходимо предотвратить вероятность падения аккумуляторов с высоты, так как в этом случае они выйдут из строя, а системы с жидким электролитом к тому же опасны для здоровья человека при их разгерметизации.

С увеличением длины силового кабеля возрастает электрическое сопротивление, что приводит к уменьшению КПД системы. Поэтому практикуют размещение аккумуляторов вплотную друг к другу, чтобы минимизировать общую протяженность проводов.

Стеллаж для аккумуляторов
Стеллаж для аккумуляторов

Стеллаж для аккумуляторных батарей должен выдерживать большой вес. Так, блок из восьми двухсотамперных аккумуляторов весит больше чем пол тонны

Особенности функционирования системы

При параллельном и комбинированном последовательно-параллельном соединении аккумуляторов в единый массив возможна разбалансировка устройств по уровню заряда. Это приводит к тому, что устройство будет функционировать не в полном цикле, а значит, его ресурс будет выработан быстрее.

Система получения электроэнергии от солнца всегда снабжена , который управляет зарядом аккумулятора. В случае создания массива батарей дополнительно необходима установка выравнивающих заряд перемычек.

Во избежание проблем неравномерной зарядки и разрядки объединенных в единый массив аккумуляторов необходимо использовать устройства одной модели, а еще лучше – одной партии. Это правило актуально не только для систем солнечной энергетики.

Сейчас практически все жилье можно обеспечить приборами, работающими от сети в 12 или 24 Вольта, в том числе холодильниками, телевизорами и т.д. Однако разводка с таким напряжением по всему дому не имеет смысла, так как мощность тока будет очень велика.

Значит, при реализации такой задумки необходим дорогой кабель с большим сечением жил и будут велики потери от электрического сопротивления.

Работающий от 12 Вольт холодильник
Работающий от 12 Вольт холодильник

Практически для всей бытовой техники существуют модели, работающие от 12-вольтовой сети постоянного тока. Если разводка электрического кабеля не слишком длинная, то можно использовать систему с низким напряжением

Поэтому в непосредственной близости от аккумуляторных батарей устанавливают – устройство для преобразования электрического напряжения.

Кроме того, реальное выходящее напряжение от аккумуляторного блока может несколько отличаться от заявленного. Так, полностью заряженные популярные для использования в гелевые аккумуляторы выдают напряжение 13-13,5 Вольта, поэтому инвертор выполняет функции стабилизатора.

Расчет необходимой емкости батарей

Емкость аккумуляторных батарей рассчитывают, исходя из предполагаемого периода автономной работы без подзарядки и суммарной мощности потребления электроприборов.

Среднюю по временному интервалу мощность электроприбора можно рассчитать следующим образом:

P = P1 * (T1 / T2),

Где:

  • P1 – паспортная мощность прибора;
  • T1 – время работы прибора;
  • T2 – общее расчетное время.

Практически на всей территории России существуют длительные периоды, когда не будут работать по причине плохой погоды.

Устанавливать большие массивы аккумуляторов для их полной загруженности всего несколько раз в год нерентабельно. Поэтому к выбору интервала времени в течение которого устройства будут работать только на разряд необходимо подойти исходя из среднестатистического значения.

Солнечная батарея в пасмурную погоду
Солнечная батарея в пасмурную погоду

Количество генерируемой солнечными панелями энергии зависит от плотности облаков. Если пасмурная погода в регионе не редкость, то недостаток входящей мощности необходимо учитывать при расчете объема аккумуляторного блока

Если планируют использовать накопленную энергию в течение суток, например, в , то лучше принять за расчет чуть больший интервал, такой как 30 часов.

В случае длительного периода, когда нет возможности использовать солнечные батареи, необходимо применить другую систему получения электроэнергии, основанную, например, на дизель- или газогенераторе.

Заряженный на 100% аккумулятор может до своей полной разрядки выдать мощность, которую можно рассчитать по формуле:

P = U x I

Где:

  • U – напряжение;
  • I – сила тока.

Так, один аккумулятор с параметрами напряжения 12 вольт и силы тока 200 ампер, может сгенерировать 2400 ватт (2,4 кВт). Для расчета суммарной мощности нескольких аккумуляторов, необходимо сложить значения, полученные для каждого из них.

Работающий аккумуляторный блокРаботающий аккумуляторный блок

В продаже есть аккумуляторы с большим показателем мощности, но они стоят дорого. Иногда намного дешевле приобрести несколько обыкновенных устройств в комплекте с соединительными кабелями

Полученный результат необходимо умножить на несколько понижающих коэффициентов:

  • КПД инвертора. При правильном согласовании напряжения и мощности на входе в инвертор будет достигнуто максимальное значение от 0,92 до 0,96.
  • КПД силовых кабелей. Минимизация длины проводов, соединяющих аккумуляторы и расстояния до инвертора необходима для снижения электрического сопротивления. На практике значение показателя составляет от 0,98 до 0,99.
  • Минимально допустимое разряжение батарей. Для любого аккумулятора существует нижний предел зарядки, при преодолении которого срок службы устройства значительно снижается. Обычно, контроллеры выставляют на минимальное значение зарядки 15%, поэтому коэффициент равен около 0,85.
  • Максимально допустимая потеря емкости до смены аккумуляторов. Со временем происходит старение устройств, повышение их внутреннего сопротивления, что приводит к безвозвратному уменьшению их емкости. Использовать устройства, остаточная емкость которых менее 70% нерентабельно, поэтому значение показателя нужно взять за 0,7.

Вопреки распространенному мнению, КПД аккумулятора – отношение полученной и отданной электроэнергии включать в расчет не следует. Указанный в технической документации показатель емкости аккумулятора учитывает возможный объем на отдачу.

В итоге значение интегрального коэффициента при расчете необходимой емкости для новых аккумуляторов будет приблизительно равно 0,8, а для старых, перед их списанием – 0,55.

Расчет количества и емкости аккумуляторов
Расчет количества и емкости аккумуляторов

Для обеспечения дома электроэнергией при протяженности цикла заряда – разряда равной 1 суткам потребуется 12 аккумуляторов. Когда один блок из 6 устройств будет работать на разряд, второй блок будет заряжаться

Максимально допустимые токи

Для каждого аккумулятора в технической документации прописан максимально допустимый ток заряда. Превышение этого значение ведет к перегреву устройства, резкому и безвозвратному снижению его показателей.

Поэтому при выборе батарей для необходимо убедиться в том, что они могут обеспечить потребление вырабатываемого солнечными панелями электричества.

Еще один важный показатель – допустимый разрядный ток:

  • Штатный разрядный ток, для работы на величине которого (или меньшем значении) предназначен аккумулятор. Работа всего подключенного в систему электрооборудования должна быть обеспечена этим показателем.
  • Максимальный разрядный ток, который кратковременно может дать устройство при пиковых нагрузках. Такие нагрузки могут возникнуть при включении некоторого оборудования, например содержащего компрессоры холодильника или кондиционера.

Превышение длительное время первого показателя или кратковременного – второго ведет к преждевременному износу аккумулятора. При старении устройств эти показатели снижаются на 20-30%, что также необходимо учитывать.

Особенности устройства и основные параметры

Автомобильные аккумуляторы не предназначены для работ с большим количеством циклов зарядки и разрядки. Для альтернативной и резервной энергетики используют устройства другого типа. Так как их стоимость велика, то необходимо тщательно изучить все параметры перед приобретением.

Аккумуляторы для альтернативной энергетикиАккумуляторы для альтернативной энергетики

Режимы работы аккумулятора в автомобиле и в системе альтернативной энергетики настолько отличаются, что его предназначение указывают даже на самом устройстве

Используемые типы для альтернативной энергетики

Практически все аккумуляторы, применяемые в альтернативной энергетике и устанавливаемые в строениях, относятся к типу необслуживаемых. Пользователю нет возможности проводить с ними физические операции, затрагивающие их структуру.

Это сделано для того, чтобы минимизировать риск физического или химического воздействия батарей на людей, воздух и окружающие их предметы. Поэтому нет необходимости подробного изучения структуры и физико-химических нюансов работы аккумуляторных батарей разных типов. Большее внимание надо уделить различиям в основных технических характеристиках устройств.

OPzS аккумуляторы выполнены подобно простейшим свинцово-кислотным устройствам. Изменение в форме положительной пластины позволяет обеспечить значительно большее число циклов зарядки и разрядки, чем у автомобильных аналогов.

Недостатком является наличие жидкого электролита, что может быть опасно при их разгерметизации. Средняя ценовая ниша.

Щелочные (никелевые) аккумуляторы применяют редко по причине их невосприимчивости к малым токам при зарядке и необходимости прохождения полного цикла от заряженного до разряженного состояния. В ином случае произойдет уменьшение емкости батареи.

Также эти устройства имеют больший вес и габариты по сравнению с конкурентами той же емкости. Опасны при разгерметизации. Низкая ценовая ниша.

Разгерметизация аккумуляторной батареиРазгерметизация аккумуляторной батареи

Разгерметизация аккумулятора возможна при внутреннем дефекте, чрезмерной мощности зарядного тока, падении с высоты или работы в неподходящих условиях. Наибольшие проблемы при этом создадут устройства, содержащие опасные при испарении жидкости

В AGM аккумуляторах электролит находится в связанном состоянии в структуре из стекловолокна. Их можно заряжать малыми токами. Практически безопасны и занимают среднюю ценовую нишу среди конкурентов.

В GE (гелевых) аккумуляторах в электролит добавлен оксид кремния, в результате чего он находится в гелеобразном состоянии. Устройства обладают высокой степенью безопасности и хорошими характеристиками. Высокая ценовая ниша.

Магазин по продаже аккумуляторовМагазин по продаже аккумуляторов

Аккумуляторы для альтернативной энергетики не продают в автомобильных магазинах. Приобрести их можно в фирмах по продаже солнечных батарей, ветроэлектрических установок или через интернет

Аккумуляторные батареи на основе лития (например, литий-железо-фосфатные модели) обладают очень хорошими характеристиками, компактны, имеют значительно меньший вес, практически безопасны. Однако их стоимость значительно выше, чем у конкурирующих типов устройств, даже гелевых.

С позиции соотношения цены и технических характеристик гелевый и литиевый тип аккумуляторов наиболее привлекателен. Но единовременные стартовые вложения в них весьма велики, поэтому устройства других типов тоже широко распространены на рынке батарей для альтернативной энергетики.

На отечественном рынке активно востребованы аккумуляторы следующих марок:

Галерея изображений

Фото из

Популярностью, обоснованной доступной ценой, пользуются аккумуляторы SunStonePower. Тягловые свинцово-кислотные приборы заполнены абсорбированным электролитом. Серия ML снабжена износостойкой свинцовой решеткой

Аккумуляторы китайского производства Delta GX отличаются стабильной работой, эксплуатационной долгосрочностью, устойчивостью к длительному разряду. Электротехнические показатели увеличены за счет гелеобразного состояния электролита

Свинцово-кислотные батареи MNB ММ привлекают повышенной герметизацией. Абсорбирование электролита проводилось в стекловолоконном сепараторе

Из всех литиевых аккумуляторов самым безопасным является АКБ LT-LYP. Ему не свойственно самовоспламенение. Вес в два раза меньше, чем у свинцовых, срок эксплуатации в десятки раз превышает период службы литий-ионных и свинцовых моделей

Свинцово-кислотные аккумуляторы Sonnenschein производятся в соответствии с технологическими правилами dryfit. Загущенный электролит внутри корпуса способствует рекомбинации водорода и кислорода. К плюсам относят высокую токоотдачу и наличие предохранительного клапана

Надежные, безотказно работающие свыше десяти лет аккумуляторы оснащены системами оповещения об уровне заряда. Конденсат отводится по предназначенным для его выброса клапанам

Гелевый аккумулирующий агрегат Haza китайского производства содержит серную кислоту повышенной степени очистки. Герметизация идеальна, благодаря чему не требуется долив воды, есть регулирующий клапан

В аккумуляторных блоках APS RBC используются свинцово-кислотные батареи от Ventura, CSB, Fiamm, BB Battery. Оборудование отличается предельно высокое качество

Аккумулятор для солнечных батарей SunStonePower

Оборудование китайского производства Delta GX

Свинцово-кислотные батареи MNB ММ

Безопасный литиевый аккумулятор АКБ LT-LYP

Стационарный аккумулятор Sonnenschein

Японское качество с логотипом YUASA

Гелевый аккумулирующий агрегат Haza

Аккумуляторные блоки APS RBC

Представленные аккумуляторы характеризуются превосходными эксплуатационным характеристиками и доступной ценой.

Выбор модели аккумулятора

Основные параметры аккумуляторных батарей для гелиоэнергетики, на которые необходимо обратить внимание при покупке следующие:

  • напряжение и емкость, определяющие мощность аккумулятора;
  • глубина безопасного максимального разряда, при соблюдении которой возможно функционирование аккумулятора заявленные производителем сроки;
  • гарантированное количество циклов зарядки и разрядки при соблюдении всех технических условий;
  • величина саморазряда, характеризующая интенсивность потери электроэнергии в заряженном аккумуляторе при простое;
  • максимальный ток заряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор способен принять без ущерба для дальнейшего функционирования;
  • штатный ток разряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор длительно способен отдать без ущерба для дальнейшего функционирования;
  • максимальный ток разряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор кратковременно способен отдать без ущерба для дальнейшего функционирования;
  • оптимальная температура для работы устройства;
  • размер и масса аккумулятора, знание которых необходимо для выбора места их размещения и способа установки.

Все эти параметры описаны в технической документации, которую в электронном виде размещают на сайте всех крупных производителей.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор нюансов функционирования аккумуляторов разных типов для гелиосистем:

Сравнения разных типов стартерных аккумуляторов. Плюсы и минусы для альтернативной энергетики:

Опыт использования литиевых (LiFePo4) аккумуляторов. Реальный блок из автомобильных устройств, нюансы его работы:

Правильный выбор аккумуляторов по их параметрам позволит обеспечить надежную работу альтернативной энергосистемы. Не надо чрезмерно экономить на блоке хранения электроэнергии – первоначальные стартовые вложения окупятся бесперебойной работой системы на несколько лет вперед.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи. Расскажите нам о том, как выбирали аккумуляторы для дачной мини-электростанции из солнечных батарей. Делитесь информацией, которая будет полезна посетителям сайта.

Выбор аккумуляторов для солнечных батарей

 

Щелочные АКБ

В отличие от кислотных, щелочные аккумуляторы отлично справляются с глубоким разрядом и способны длительное время отдавать токи примерно на 1/10 емкости батареи. Более того, щелочные батареи настоятельно рекомендуется разряжать полностью, чтобы не возникал так называемый «эффект памяти», который снижает емкость АБ на величину «невыбранного» заряда.

В сравнении с кислотными, щелочные батареи имеют значительный — 20 лет и более — срок службы, выдают стабильное напряжение в процессе разряда, также бывают обслуживаемыми (заливными) и необслуживаемыми (герметизированными) и, кажется, просто созданы для солнечной энергетики. На самом деле нет, потому что не способны заряжаться слабыми токами, которые генерируют солнечные панели. Слабый ток свободно течет через щелочной аккумулятор, не наполняя батарею. Поэтому увы, но удел щелочных батарей в автономных энергосистемах — служить «банкой» для дизель-генераторов, где этот тип накопителей просто незаменим.

Литий-ионные АКБ

Батареи такого типа имеют принципиально иную «химию», чем аккумуляторы для планшетов и ноутбуков, и используют литий-железно-фосфатную реакцию (LiFePo4). Они очень быстро заряжаются, могут отдавать до 80% заряда, не теряют емкости из-за неполной зарядки или долгого хранения в разряженном состоянии. Батареи выдерживают 3000 циклов, имеют срок службы до 20 лет, производятся в том числе в России. Самые дорогие из всех, но в сравнении с, например, кислотными, имеют вдвое большую емкость на единицу веса, то есть их понадобится вдвое меньше.

Основные технические характеристики АКБ

Характеристики и требования к аккумуляторам определяются исходя из особенностей работы самой солнечной электростанции.

Аккумуляторные батареи должны:

  • быть рассчитаны на большое количество циклов заряда-разряда без существенной потери емкости;
  • иметь низкий саморазряд;
  • сохранять работоспособность при низких и высоких температурах.

Ключевыми характеристиками принято считать:

  • емкость батареи;
  • скорость полного заряда и допустимого разряда;
  • условия и срок эксплуатации;
  • весогабаритные показатели.

Как правильно рассчитать и выбрать АКБ

Расчеты строятся на простых формулах и допусках на потери, которые возникают в автономной системе энергоснабжения.

Минимальный запас энергии в аккумуляторах должен обеспечивать нагрузку в темное время суток. Если от заката до рассвета общее энергопотребление составляет 3 кВт/ч, то и банк аккумуляторов должен иметь такой запас.

Оптимальный запас энергии должен покрывать суточные потребности объекта. Если нагрузка составляет 10 кВт/ч, то банк с такой емкостью позволит без проблем «пересидеть» 1 пасмурный день, а в солнечную погоду не будет разряжаться более чем на 20−25%, что оптимально для кислотных аккумуляторов и не ведет к их деградации.

Здесь мы не рассматриваем мощность солнечных батарей и принимаем за факт, что они в состоянии обеспечить такой заряд аккумуляторам. То есть, строим расчеты на потребности объекта в энергии.

Запас энергии в 1 батарее емкостью 100Ач напряжением 12 В считается по формуле: емкость х напряжение, то есть, 100 х 12 = 1200 ватт или 1,2 кВт*ч. Следовательно, гипотетическому объекту с ночным потреблением 3 кВт/ч и суточным в 10 кВт/ч нужен минимальный банк из 3 аккумуляторов и оптимальный из 10. Но это в идеале, потому что нужно учесть допуски на потери и особенности оборудования.

Где теряется энергия: 

50% — допустимый уровень разряда обычных кислотных батарей, поэтому если банк построен на них, то аккумуляторов должно быть вдвое больше, чем показывает простой математический расчет. Батареи, оптимизированные под глубокий разряд, можно «опустошать» на 70−80%, то есть емкость банка должна быть выше расчетной на 20−30%. 

80% — средний КПД кислотной батареи, которая в силу особенностей отдает энергии на 20% меньше, чем запасает. КПД тем ниже, чем выше токи заряда и разряда. Например, если к аккумулятору емкостью 200Ач через инвертор подключить электроутюг мощностью 2 кВт, то ток разряда составит около 250А, а КПД упадет до 40%. Что опять приводит к необходимости двукратного запаса емкости банка, построенного на кислотных аккумуляторах. 

80-90% — средний КПД инвертора, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное 220 В для бытовой сети. С учетом потерь энергии даже в самых лучших батареях общие потери составят примерно 40%, то есть даже при использовании OPzS и тем более AGM-аккумуляторов запас емкости должен быть на 40% выше расчетного. 

80% — эффективность работы ШИМ-контроллера заряда, то есть, солнечные батареи физически не смогут передать аккумуляторам более 80% энергии, выработанной в идеальный солнечный день и при максимальной паспортной мощности. Поэтому лучше использовать более дорогие MPPT- контроллеры, которые обеспечивают отдачу солнечных батарей почти до 100%, либо увеличивать банк аккумуляторов и, соответственно, площадь солнечных батарей еще на 20%.

Все эти факторы нужно учитывать в расчетах в зависимости от того, какие составные элементы используются в системе солнечной генерации.

Правила эксплуатации АКБ

Обслуживаемые аккумуляторные батареи при работе выделяют газы, поэтому ставить их в жилых помещениях запрещено и нужно оборудовать отдельную комнату с активной вентиляцией.

Уровень электролита и глубину заряда нужно постоянно контролировать во избежание выхода АКБ из строя.

При круглогодичной эксплуатации во избежание глубокого разряда аккумуляторов в пасмурные дни необходимо предусмотреть возможность их подзарядки от внешних источников — сети или генератора. Многие модели инверторов могут реализовать такое переключение в автоматическом режиме.

Краткий итог

Чтобы правильно рассчитать емкость банка аккумуляторов, нужно определить суточное потребление энергии, прибавить 40% неустранимых потерь в АКБ и инверторе и далее увеличивать расчетную мощность в зависимости от типа батарей и контроллера.

Если солнечная генерация будет использоваться и в зимнее время, то итоговую емкость банка нужно увеличить еще на 50% и предусмотреть возможность подзарядки батарей от сторонних источников — сети или генератора, то есть высокими токами. Это также повлияет на выбор батарей с определенными характеристиками.

Если вы затрудняетесь с самостоятельными расчетами или хотите убедиться в их правильности — обращайтесь к специалистам ООО «Энергетический центр» — это можно сделать через онлайн-чат на сайте «Со светом» либо позвонить по телефону. У нас огромный опыт по комплектации и установке систем солнечной генерации на различных объектах — от коттеджей и дачных домов до объектов производственного и сельскохозяйственного назначения.

Производители предлагают такой широкий ассортимент оборудования, что собрать солярную электростанцию по вашим требованиям и финансовым возможностям не составит труда.

Qumo PowerAid Toursit Solar — внешний аккумулятор для туризма (от туриста) | Портативные аккумуляторы | Обзоры

Предисловие

Большую часть самого запоминающегося отдыха у меня занимают походы, Карелия, Кавказ, Крым, велопоходы и многочисленные малые реки в России. Поэтому при выводе на рынок туристической серии внешних аккумуляторов модели выбирались и дорабатывались в значительной степени исходя из собственного опыта. Сегодня представляю вам обзор внешнего аккумулятора Qumo PowerAid tourist — примечательного наличием встроенной солнечной панели, возможностью использовать его в качестве фонаря для лагеря и ёмкостью 8000 мА-ч.

Упаковка и технические характеристики.

Аккумулятор поставляется в картонной коробке с ярким принтом. На лицевую часть помимо названия модели и указания, что он принадлежит к туристической серии, вынесено две ключевые характеристики — емкость 8000 мАч и наличие встроенной солнечной панели, восполняющей до 350 мА-ч.

Так же на изображении заметна еще одна отличительная черта этого аккумулятора — наличие светильника состоящего из 32 светодиодов.

Краткие технические характеристики:

Ремарка к техническим характеристикам

Маленькое отступление: Выбирая модель ориентированную на туризм я сформулировал следующие пожелания:

1) Емкость от 6000 до 10000 мА-ч — чтобы вес и занимаемое место оставались в пределах комфортного, и, хватило на 2-3 зарядки смартфона.

(сразу оговорюсь, что темп расходования батареи смартфона в походах у меня получался в 3-5 раз ниже, чем при городской жизни — так как интернета нет, BT не использовался, навигация тоже (за редким исключением) — если речь не о велопоходах, а пеших горных или водных)

2) Возможность восполнения энергии за счет солнечной батареи — чтобы при любом раскладе ты мог зарядиться на 15-20% от энергии накопленной от солнечной панели за день.

3) В идеале защита от воды и пыли

4) В идеале наличие удобного крепления и фонарика.

Из всех этих пунктов в обозреваемом аккумуляторе отсутствует только защита от воды и пыли, остальное есть и в хорошей реализации.

Внешний вид и комплектация

Когда смотришь на Tourist Solar в первую очередь в глаза бросается множество светодиодов, коих тут аж 32 штуки

C торца 2 USB порта, и индикатор заряда + индикатор зарядки от солнечной панели.

С обратной стороны находится солнечная панель.

В комплект поставки входят: руководство пользователя, резиновый чехол, карабин для подвешивания в чехле или крепления к рюкзаку.

Карабин и чехол вещи незаменимые — ибо позволяют удобно закрепить аккумулятор при переноске (например снаружи рюкзака для зарядки от солнца) или на ремне.

Техника

Изнутри

1) Аккумулятор

2) Светодиодная панель в сборе

3) Солнечная панель

4) Рамка внешняя

5) Рамка верхняя

6) Матовая светорассеивающая вставка на светодиодную панель

7) Плата

8) Рамка внутренняя

Аккумулятор литий-полимерный с маркировкой 8000 мА-ч

Что на выходе? Тут все в порядке, напряжение не выходит за нормы при 2А.

На входе от адаптера, который был под рукой — 1,4А при половинном заряде аккумулятора.

При использовании качественного кабеля удалось вытянуть заявленные 2А.

Ёмкость

Номинальная емкость при 3,7В — 8000 мА-ч

Емкость при 5В — 8000/5*3,7 = 5920 мА-ч

Расчетная емкость на выходе 5В 1А — примерно 4800 — 5040 мА-ч

Емкость при зарядке — в среднем 33.5 Вт-ч — при 3.7В получаем 9050 мА-ч — с учетом потерь на заливку, вполне закономерный результат

Емкость при разрядке — около 20 Вт-ч — 67% от номинальной емкости батареи. Вполне типичный показатель.

Солнечная панель

Наверное самая интересная часть для фанатов — ведь возможность восполнять энергию от солнца, одна из ключевых характеристик модели.

Сразу оговорюсь, что измерения производились в мае, в условиях когда небо покрыто легкой рябью.

1) Меряю вольтаж с батареи (свет падает через офисное окно) — 5,62В

2) Меряю вольтаж на прямом солнечном свете на улице — 6,51В

3) Меряю вольтаж и силу тока на улице через резистор — получаю 0,94В и 0,33А

Получаем мощность панели в ДАННЫЙ КОНКРЕТНЫЙ день при ДАННОМ майском солнце — 0,310 Вт

Делим на напряжение на батарее — 3.7В и уменьшаем на 5% полученное значение (потери при зарядке на нагрев и т д) и получаем: 79 мА-ч

При текущих условиях эксперимента:

Время зарядки от солнца при описанных условиях — 8000 мА-ч / 79 мА-ч / 6 световых-зарядных часов в день = 16,87 дня на полную зарядку аккумулятора от солнца

Сколько заряда восполнит за день — 79*6=474 мА-ч, из них отдаст на порту USB (с учетом потерь) — около308 мА-ч емкости, то есть средний смартфон с аккумулятором в 1900 мА-ч зарядит процентов на 15

В принципе удовлетворяет базовым вводным (восполнения заряда смартфона на 15% в день от солнечной батареи)

Да будет свет.

Одно из сильных преимуществ модели является свет, а именно возможность использовать в качестве источника рассеянного света.

Как я уже говорил, установлено 32 светодиода, расположены они на белой подложке с отражающим покрытием.

Свет от которых рассеивается с помощью матовой накладки

Имеется три режима света переключаемых по нажатию кнопки питания:

1) Постоянный свет на максимальной мощности

2) Постоянный свет на маленькой мощности (25% от максимума)

3) Режим мигания

Особенно ценна возможность подвесить Toursit Solar светодиодами вниз

Это реально удобно, и, главное, ничего не надо колхозить, и карабин для подвески, и чехол для подвески уже входят в комплект поставки.

Все 32 светодиода горят одновременно, включать их «блоками» возможности нет.

Параметры относительно света которые я не могу сейчас проверить — привожу их с сайта завода изготовителя:

То есть: при идеальном стечении обстоятельств производитель заявляет работу фонарика в течении 6-8 часов на яркости 25% после 1 дня зарядки от солнца,

и, что при полном заряде аккумулятора фонарик способен работать до 50-ти часов при 25% яркости.

Из этих данных можно сделать вывод, что при 25% яркости потребляется 160 мА-ч, при 100% — 640 мА-ч.

Выводы:

+ Уникальная модель, это частный тулинг и такой модели на рынке РФ от других поставщиков больше нет

+ Встроенный фонарик на 32 светодиода и возможность подвесить аккумулятор фонариков вниз с помощью штатных средств

* Чехол и карабин в комплекте

* Емкость 8000 мА-ч достаточна с учетом восполняемости

+ Реально работающая солнечная панель, которая способна за день восполнить достаточный запас энергии для того, чтобы зарядить средний смартфон на 15%

— Емкость 8000 мА-ч может показаться недостаточной

— Хотелось бы большую эффективность солнечной панели

— Хотелось бы наличие защиты от воды

Доп фото:

виды, правила выбора и эксплуатации

Аккумуляторная батарея является накопителем энергии, вырабатываемой солнечной электростанцией при работе в дневное время и обеспечивает потребителей электроэнергией в ночное время.

выбор аккумулятора

Кроме этого, аккумуляторная батарея при возникновении максимальных нагрузок подпитывает систему электроснабжения, тем самым помогая солнечным батареям справляться с обеспечением потребителей в пиковые моменты и при пасмурной погоде, когда энергии солнца не достаточно для нормального электроснабжения объекта.

Виды аккумуляторов для солнечных батарей

Содержание статьи

В настоящей момент разработаны и выпускаются различные по конструкции, принципу действия и условиям работы аккумуляторные батареи (АКБ), поэтому всегда есть возможность выбрать интересующую модель по предъявляемым к ней требованиям. Рассмотрим существующие виды АКБ, используемые в составе солнечных электростанций.

Автомобильные аккумуляторы (WET)аккумулятор

Как правило, аккумуляторы данного вида используют при самостоятельной разработке систем независимого
автономного электроснабжения, для солнечных батарей небольшой мощности и непродолжительного времени использования. Использование АКБ данного вида значительно снижает стоимость всей создаваемой системы электроснабжения. Однако, в связи с режимом работы, который отличается от режима при запуске автомобильного двигателя, при работе в данной системе автомобильные аккумуляторы изнашиваются и выходят из строя, часто подлежат замене.

Аккумуляторы AGM и GEL

Суть работы аккумуляторов данного вида аналогичен автомобильным аккумуляторам с разницей лишь в том, что электролитное вещество пребывает в связанном состоянии. В AGM устройствах электролит помещён в стекловолокно, оно пропитано электролитным составом. В GEL устройствах электролит (серная кислота) помещается в гелеобразном виде.аккумулятор гель

Аккумуляторные батареи представленного вида широко используются в системах электростанций, работающих на энергии солнца, так как режим их работы связан с небольшим разрядным током и в продолжительный период времени, такой режим для устройств этого видане критичен.

Также АКБ данного типа не боятся глубокого разряда и выдерживают многократное повторение режимов «заряд-разряд». Единственный минус, при использовании подобных аккумуляторов, это их чувствительность к условиям зарядки, перезаряд может вызвать непоправимые последствия в работе АКБ.

Стоимость AGM и GEL аккумуляторов выше, чем у автомобильных.

Аккумуляторы OPzS

Аккумуляторы данного вида работают на том же принципе, что и приведенные выше (свинцово-кислотные), с той лишь разницей, что анод (положительный полюс) выполнен трубчатым и именно эта особенность АКБ, позволяет увеличить количество циклов «заряд-разряд» без нарушения функционирования аккумулятора. OPzS-аккумуляторы не требуют специального обслуживания, они успешно эксплуатируются длительное время. Единственный неприятный момент – сравнительно высокая цена.аккумулятор гель

Щелочные аккумуляторы

Положительным качеством АКБ данного вида является способность переносить глубокий разряд токами разной величины.

К отрицательным качествам можно отнести большие размеры и наличие эффекта памяти, который обусловлен тем, что в случае неполного разряда при последующей зарядке аккумулятор теряет часть своей ёмкости.

щелочной

В случае использования подобных аккумуляторов в системах солнечных электростанций периодически будут возникать ситуации, когда разряд АКБ будет неполным, вследствие чего аккумуляторы потеряют часть своей ёмкости, что в конечном счете неблагоприятно отразится на работе системы в целом.

Литиевые АКБ

Литиевые аккумуляторы применяются во многих отраслях и производствах, в том числе в альтернативной энергетике.
В связи с высокой стоимостью устройств, широкого распространения в системах солнечных электростанцииаккумуляторы данного вида не получили, т. к. это значительно повышает стоимость всей системы и ее окупаемость.

литиевый аккумулятор

К положительным свойствам литиевых АКБ можно отнести высокую энергоемкость, небольшие габариты, способность выдерживать глубокий разряд и способность к быстрому заряду.

 

Рассмотрим некоторые виды технологий, используемых при изготовлении аккумуляторных батарей.

Технологии GEL

В принципе действия аккумуляторной батареи подобного типа заложена суть работы кислотного аккумулятора. Различие наблюдается в том, что посредством добавления химических элементов (двуокиси кремния), электролит переведён в желеобразное (гелевое) состояние.

К преимуществам этой технологии можно отнести:

  • Не требуется дополнительное обслуживание;
  • При пробое корпуса электролит не вытекает;
  • При зарядке отсутствует выброс ядовитых паров;
  • Значительный циклический ресурс.

Технологии AGM

Принцип действия также аналогичен действию обычных кислотных аккумуляторов, отличие в том, что электролит находится в специальных пропитанных материалах (матах из стекловолокна).агм

К преимуществам данной технологии можно отнести:

  • Возможность увеличить емкость АКБ;
  • Способность работать в любом положении в пространстве, в любом помещении и с любыми системами;
  • Способность выдерживать значительное количество циклов «заряд-разряд»;
  • Устойчивость к глубокому разряду;
  • Значительный срок службы АКБ, который может достигать 10 лет.

Технология литий (Li)

В основу данной технологии положено применение ионов лития, которые взаимодействуют с молекулами дополнительных металлов. В качестве дополнительных металлов применяются: Литий кобальт оксид (LiCoO2), Литий оксид марганца (LiMn2O4 LMO), Литий-Никель-Марганец-Кобальт оксид (LiNiMnCoO2 или NMC), Литий-железо-фосфатный (LiFePO4), Литий-Никель-Кобальт-Оксид Алюминия (LiNiCoAlO2), Литий-Титанат (Li4Ti5O12).

К преимуществам данной технологии можно отнести:

  • АКБ, изготовленные по данной технологии имеют меньший вес;
  • Обладают способностью сохранять продолжительное время накопленный заряд;
  • Обладают способностью выдерживать большое количество циклов «заряд-разряд».

Основные технические характеристики и правила выбора

Для того чтобы правильно выбрать аккумуляторную батарею для солнечных батарей, необходимо вернуться к требованиям, которые к ним предъявляются при работе в такой системе, это:

  1. АКБ должны выдерживать большое количество циклов «заряд-разряд»;
  2. АКБ должны быть способны заряжаться большим током заряда;
  3. АКБ должны иметь низкий саморазряд;
  4. Быть простыми в обслуживании;
  5. Быть универсальными в отношении условий окружающей среды (способность работать при низких и высоких температурах).

батарея

При выборе аккумуляторных батарей для гелиосистем обязательно обращают внимание на важные технические параметры, которые служат критериями выбора того либо иного устройства, это:

  • Емкость АКБ;
  • Скорость заряда и разряда;
  • Габаритные размеры и масса АКБ;
  • Условия эксплуатации;
  • Срок эксплуатации.

Расчёт и выбор аккумулятора

Для того чтобы рассчитать необходимую ёмкость аккумуляторной батареи необходимо знать мощность подключаемых потребителей и время предполагаемой работы АКБ, для обеспечения потребителей электроэнергией.

Это выражается формулой:

Емкость АКБ = 100 × время × мощность нагрузки

После того, как определена необходимая мощность АКБ, следует рассчитать количество аккумуляторов дляобеспечения нормальной работы солнечной электростанции. Для этого полученную общую емкость АКБ необходимо разделить на емкость одного аккумулятора.

гель аккумулятор

Для того чтобы определить время, которое АКБ сможет обеспечивать потребителей электрической энергией, можно воспользоваться следующей формулой:

 

Время=суммарная ёмкость АКБ × напряжение АКБ × (КПД инвертора/мощность нагрузки)

Когда произведен расчет необходимого количества аккумуляторных батарей, выбран их тип и ёмкость, следует выбрать страну производителя и фирму, выпускающую выбранный тип АКБ.

На российском рынке аккумуляторные батареи представлены как отечественного, так и зарубежного производства, поэтому в данном вопросе советовать сложно, каждый делает свой выбор индивидуально, в зависимости от места проживания, материального достатка и личных предпочтений.

Правила эксплуатации

При эксплуатации аккумуляторных батарей, как впрочем и любого технического устройства, необходимо соблюдать правила. В случае использования АКБ в системах солнечных станций, правила эксплуатации определены характером работы подобных систем и выражены в требованиях предъявляемым к аккумуляторам, о чем написано выше.

В связи с большой электрической нагрузкой, которую как правило подключают к системам энергоснабжения, приходится включать в работу несколько аккумуляторных батарей, объединённых в единую группу. Делается это для увеличения общей емкости и для увеличения напряжения на выходе либо для достижения обеих задач.

Используется три схемы включения группы аккумуляторов:

Последовательно. При таком включении емкость группы будет равна ёмкости одного аккумулятора, а
напряжение будет отражено в сумме напряжений всех АКБ группы.схема

 

Параллельно. При таком включении напряжение неизменно и равно номинальному напряжению одного аккумулятора, а емкость группы определяется как сумма емкостей включенных АКБ;схема2

Комбинировано. При данной схеме включения используется последовательное и параллельное включение АКБ.схема 3

При объединении аккумуляторов в группы следует помнить, что в одной группе следует использовать АКБ:

  1. Одного вида;
  2. Одной емкости;
  3. Одного номинального напряжения.

Желательно, чтобы аккумуляторы были одинакового времени эксплуатации и фирмы производителя.


Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Контроллер для солнечной батареи


Спасибо, что дочитали до конца!

Не забывайте подписываться на канал,  в ДЗЕНе

Если статья Вам понравилась!

Следите за нами в твиттере: https://twitter.com/Alter2201

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

 

Солнечная батарея на балконе: использование аккумуляторов / Хабр
Привет Geektimes! Данная статья является продолжением предыдущей части, про опыт установки 100-ваттной солнечной батареи на балконе. В первоначальном варианте к батарее был подключен DC-DC преобразователь, от которого можно заряжать различные домашние устройства. Следующим шагом было решено добавить возможность накопления энергии для использования в вечернее и ночное время.
Что получилось, подробности под катом.

Теория


Как говорилось в предыдущей части, несмотря на не оптимальные углы установки и малое количество панелей (2х50Вт), солнечная панель в принципе работает. Но дальше возникает вопрос что делать как эту энергию использовать.

Вариантов несколько:

1) Использовать энергию только по мере надобности, например для зарядки планшета. В плане КПД это самый плохой вариант — днем когда светло, все на работе, да и использовать 100-ваттную панель для зарядки телефона слишком избыточно — 95% светлого времени солнечная панель стоит неподключенной.

Опционально, можно просто подключить готовый USB power bank, например на 10000мАч. Работать будет, но решение во-первых, неинтересное в плане творчества, во-вторых, максимальная мощность для зарядки по USB около 10Вт, т.е. уже для 50-ваттной панели большая часть энергии будет пропадать впустую (хотя для пасмурной погоды сойдет). Ну и в-третьих, выбор подключаемых по USB устройств не так уж велик.

2) Отдавать энергию в электросеть (технология grid tie), чтобы она использовалась другими электроприборами. В принципе, это современный и наиболее используемый в частных домах вариант. Очень удобно, ничего не пропадает, все что сгенерировалось, отдается в сеть, количество требуемых компонентов минимально. Для моего балкона оно увы, не заработало — рекомендуемая мощность панелей для нормальной работы инвертора от 200Вт, а увеличивать число панелей еще в 2 раза уже не входило в бюджет. Да и экономического смысла большого не было — окна выходят на восток, и прямые солнечные лучи попадают на них только утром до 11-12 часов дня.

3) Накапливать энергию в аккумуляторе. Раз первые два способа не подошли, это единственное что остается делать.

Плюсы очевидны:

— Возможность использования запасенной энергии в любое время.
— Возможность подключения к батарее более мощной нагрузки (например электродрель не заработает от солнечной панели, а от аккумулятора легко).
— Возможность использования разнообразных устройств, рассчитанных на 12В — светодиодные лампы, зарядки для ноутбука и пр.
— Опциональная возможность подключения инвертора на 220В, и как бонус, появление в доме резервного источника питания на случай отключения электричества.
Минус тоже очевиден: батареи в таких системах это самый недолговечный, весьма дорогой, да и экологически вредный компонент. Но последний минус мы наоборот обратим в плюс — батареи могут использоваться повторно (примерно то же, что по слухам, делает Маск в своих Tesla Powerwall).

Полезных для нас видов аккумуляторов мы выделим два:

Свинцовые и их разновидности: гелевые, щелочные, автомобильные, от UPS и пр. Дешевы, пожаробезопасны, но на этом плюсы заканчиваются. Количество циклов невелико, масса и габариты неудобны. В то же время, это самый дешевый и простой вариант — и дешево, и просто, и «накосячить» тут невозможно. Цена контроллера заряда на eBay менее 1000р, аккумулятор можно купить в любом ближайшем магазине.

Литиевые. Их много разных видов, и запутаться куда легче.
«Традиционные» литий-ионные: напряжение 3.7В, максимальное напряжение зарядки 4.2В, минимальное напряжение 3.0В. Не любят перезаряда (число циклов снижается кардинально), и гипотетически (при отсутствии защиты и нарушении режима эксплуатации) пожароопасны.
Литий-железо-фосфатные (LiFePO4): напряжение 3.2В, максимальное напряжение зарядки 3.65В, минимальное напряжение 2В. Пожаробезопасны, судя по тестам, даже при КЗ лишь воняют, но не горят.

Литий-титанатные (Li4Ti5O12): напряжение 2.4В, максимальное напряжение зарядки 2.85В, минимальное напряжение 1.8В. Пожаробезопасны, плюс имеют большое количество циклов (по разным источникам, от 7000 до 15000), что делает их практически «вечными». Минус в том, что напряжение минимально, да и купить их непросто.

Более подробно описание разных видом, с их плюсами и минусами, можно почитать здесь. Очевидно, что каждому типу аккумуляторов нужен свой режим заряда, и в общем случае зарядные устройства несовместимы с разными типами ячеек, если в настройках нет возможности выбора. Попытка зарядить LiFePO4 обычным зарядником «для лития» до напряжения 4.2В просто испортит батарею.

В итоге, из всего разнообразия, было решено остановиться на самом простом и проверенном варианте: литий-ионных батареях форм-фактора 18650.

— Это самый популярный форм-фактор, такие батареи используются в ноутбуках, шуруповертах, powerbank-ах и пр.
— Такие батареи легко достать, например из б/у ноутбучных батарей, в которых обычно выходит из строя только несколько ячеек, а остальные вполне работоспособны.
— Как следствие предыдущего пункта, повторно используя батареи, мы не только не вредим экологии, а наоборот, даем элементам вторую жизнь.

Здесь можно подробно посмотреть на тестирование таких батарей:

Извлечение и тестирование ячеек из батареи ноутбука



Элементы 18650 несложно купить и новые, а при покупке большими партиями цена батарейки может составлять меньше доллара за штуку. Это позволяет энтузиастам создавать системы типа таких:
Или даже таких (фото с youtube):
Кстати, если кому интересно посмотреть на более-менее профессиональный подход к сборке батарей, делается это так:Youtube видео



Для балкона, столько разумеется не надо. Батареи напряжением 12В и емкостью 8-10Ач для первой итерации вполне достаточно. При желании число элементов можно будет потом увеличить.

В качестве нагрузки планируется во-первых, зарядка всевозможных девайсов, во-вторых, использование 12-вольтовой LED-лампы в качестве вечернего освещения. Дальше будет видно, в зависимости от того сколько энергии удастся собирать.

Практика


Для сборки системы нам потребуется ряд компонентов. Все довольно-таки дешевое, космических цен здесь нет.

1. Контроллер заряда


Контроллер является логическим центром всей системы, он берет энергию от солнечных батарей и заряжает ею аккумуляторы, также включает и отключает нагрузку, если батареи слишком разрядились. Цена вопроса от 15$ за дешевый контроллер как на фото, этого вполне достаточно. Главное чтобы в контроллере была возможность настраивать напряжение батареи, т.к. напряжение литиевой батареи отличается от свинцовой.

2. Аккумуляторы 18650

У меня не стоял вопрос как максимально сэкономить, поэтому я просто заказал 6 штук на eBay.


По идее, если поспрашивать в сервис-центрах, то старые ноутбучные батареи можно найти практически даром, единственное что для их тестирования понадобится измеритель емкости, цена вопроса около 4$:
Уже заказав аккумуляторы, я понял что проще было-таки купить батарею от ноутбука: ячейки там уже с припаянными выводами, присоединить их было бы проще, да и цена была бы чуть ниже. Видео как аккуратно разобрать батарею, можно посмотреть здесь:Разборка батареи ноутбука



А так, пришлось купить еще держатели для аккумуляторов, впрочем стоят они недорого. Как вариант, можно купить аккумуляторы с уже припаянными пластинами, стоят они чуть дороже.

Кстати, если кто-то решит брать аккумуляторы 18650 на eBay, стоит иметь в виду, что их реальная емкость 2000-3500мАч. Батарей емкостью 9900мАч и выше, не бывает, то что продается на ебее с такой надписью — китайский фейк.

Реальная емкость таких батарей видна на скриншоте с видео от одного из покупателей:


Такую батарею стоило бы взять, только если расчитывать открыть диспут и получить возврат денег от продавца (жуликов надо наказывать). Только месяц ожидания того не стоит, да и батарея с емкостью 500мАч годится только для мусорного ведра.

3. BMS

Чтобы ячейки в батарее заряжались корректно, нужна плата BMS — battery management system. Плата обеспечивает равномерный заряд ячеек, а также отключает заряд/разряд при выходе напряжения за границы допустимых.


Искать проще на eBay по словам 18650 Protection Balance Board.

Примечание: как показало тестирование, данная плата не совместима с контроллером заряда, т.к. в контроллере заряда уже есть задаваемые пороги отключения. Нужна простая плата с балансиром «LiPo Balance Board», все остальное контроллер заряда берет на себя. Подробнее описано в статье про тестирование контроллера.

На схеме условно показаны 3 аккумулятора, в реальности их можно параллелить, и вид батареи может быть примерно такой (фото с сайта продавца):


Кстати, о количестве аккумуляторов в батарее. Их в принципе, много не бывает. Во-первых, даже небольшой недозаряд значительно увеличивает продолжительность жизни батареи — если снизить максимальное напряжение заряда с 4.2 до 4.1В, количество циклов возрастет вдвое, а емкость уменьшится лишь на 10%. Во-вторых, если параллелить ячейки, то зарядные токи также уменьшаются, что уменьшает нагрев и увеличивает продолжительность жизни батареи. Так что по возможности, 12 аккумуляторов лучше чем 9, а 9 лучше чем 6, и так далее, верхний предел ограничен лишь ценой и здравым смыслом.

Не является обязательным, но вполне удобным является прибор для контроля напряжения ячеек, цена вопроса так же около 5$. Он же может работать как балансир ячеек.


Теперь соберем это в кучу, и как говорится, со всем этим попытаемся взлететь. Статья и так получилась большой, так что продолжение в следующей части.

Аналогичный эксперимент от других пользователей можно посмотреть например здесь:

Видео в 3х частях:





PS: Вместо заключения: про безопасность литиевых батарей

В интернете ходит много страшилок о пожароопасности литиевых батарей, да и случаи возгорания действительно иногда случаются, последний epic fail c телефонами Samsung тому пример. Насколько безопасна описанная выше батарея? Еще раз напомним, что ячейки 18650 массово используются в ноутбуках, так что эксплуатация такой системы ничуть не более опасна, чем использование ноутбука, включенного в розетку. Даже более того, элементы здесь имеют лучший температурный режим, чем в закрытом корпусе ноутбука, а защита от перенапряжения является двойной (настройка напряжения в контроллере заряда + наличие платы защиты). И еще более того, токи заряда в «солнечной» системе меньше чем в ноутбуке — здесь нет нужды зарядить аккумуляторы максимально быстро, достаточно если они зарядятся за световой день. Так что шанс возгорания минимален. Но все-таки, надо написать, хотя это должно быть и так очевидно: все эксперименты делаются на свой страх и риск, за возможные негативные последствия автор ответственности не несет.

И разумеется, при создании самодельных девайсов важно помнить, что литиевые батареи запасают в себе достаточно много энергии, так что их важно защитить от короткого замыкания, детей, домашних животных и пр. Также при использовании б/у батарей их следует отобрать и протестировать на емкость и токи заряда/разряда.

ТОП-5 лучших зарядных устройств и панелей на солнечных батареях в 2020

 

Вы часто ходите в походы или постоянно передвигаетесь? Жарким летом даже самый отъявленный гик стремится выбраться подальше от каменных джунглей — на моря, океаны, в леса. Кто-то выбирает отель и полностью лишается проблем с обслуживанием себя и гаджетов (розетки и душ – все-таки гениальные изобретения). Ну а мы, любители дикой природы и многодневных походов, встречаемся с рядом проблем, одна из которых — отсутствие розеток. Но есть одно отличие продвинутого и находчивого юзера от рядового обывателя — палящее солнце он будет использовать в собственных корыстных целях. Как? Конечно же, заряжать планшет или смартфон от портативных зарядок на солнечных батареях!

Но их так много…От дорогих брендовых до дешевых. Как разобраться? Чем они отличаются? Что хвалят покупатели? Читайте наш обзор, мы отобрали для вас 5 лучших зарядок на все случаи.

Плюсы зарядки на солнечных батареях:

  • Рай для любителей экономить — заряжайте свои гаджеты, не используя розеток.
  • Быстрая зарядка вашего гаджета в течение 2-3 часов в любом месте, где есть солнце.
  • Достаточно низкая цена и большой срок службы (более 5 лет).

 

Недостатки зарядок:

  • Размер большинства девайсов (особенно, способных зарядить крупные гаджеты вроде ноутбука) достаточно велик для транспортировки в кармане. Минимальный размер крупной зарядки в сложенном виде составляет ~ 20х15 см. Павербанк для транспортировки оказывается определенно удобнее — 15х7 см, без необходимости раскладывать устройство. Такой гаджет без проблем поместится в карман вместе с подключенным к нему смартфоном.
  • Такая зарядка эффективна лишь в солнечную погоду и заряд не накапливает! А значит, велик шанс остаться с разряженными гаджетами после захода солнца. На павербанки (внешние аккумуляторы) данное правило, само собой, не распространяется.
  • Необходимость развертывания некоторых особо габаритных зарядок для подключения к вашим гаджетам.
 

Как выбрать портативную «солнечную» зарядку или внешний аккумулятор?

 Давайте теперь разберемся, какие характеристики необходимы для «выживания» в условиях жаркого лета. На что же следует обратить внимание в первую очередь?

  • Водонепроницаемость

Брызги летнего дождя или неаккуратно брошенное рядом влажное полотенце способны убить любой гаджет, поэтому самый главный пункт — водостойкость.

  • Совместимость с различными гаджетами

Ipad, смартфон на Android, любимая мыльница — и всё с разными интерфейсами. Таскать за собой три разных девайса для подзарядки не очень удобно. Поэтому наш выбор — модели с расширенной совместимостью.

Вы же не хотите таскать за собой мини-электростанцию, верно? Чем более гибкой, тонкой и эргономичной будет зарядка, тем лучше. Особенное внимание обратите на модели именно «гибкие» — такой девайс не сломается, упав на землю.

Экономить или нет? Вопрос сложный, зависит от ваших финансовых возможностей. В нашем топе представлены оптимальные варианты по соотношению «цена/качество». В любом случае, вряд ли стоит платить за внешний акк больше 2000 руб, а за солнечную зарядку для ноутубка больше 7500 руб (хотя одну премиум-модель мы все-таки рассмотрим ниже). Но и ноунейм модели за 300 руб также не советуем.

Тип устройства Компактность Функция накопления заряда Низкая цена Совместимость с ноутбуками
Зарядное устройство +
Внешний аккумулятор + + +

 

Мы выбрали для вас 5 лучших моделей в разных категориях:

  • универсальная зарядка на солнечных батареях
  • мощная зарядка на солнечных батареях для ноутбука
  • внешний аккумулятор-накопитель солнца для телефона
  • зарядка на солнечных батареях в форме рюкзака.

Лучшая универсальная зарядка на солнечных батареях

 

портативная зарядка на солнечных батареях

Опыт эксплуатации cистемы бесперебойного питания с солнечными батареями в «дачных» условиях

Альтернативная «чистая» энергетика, за которой, несомненно, будущее, в некоторых случаях может быть естественным и практичным выбором уже сейчас. В первую очередь, в тех случаях, когда необходимо обеспечить электричеством маломощного потребителя, расположенного «в чистом поле». А частный дом, если всё выбрано и построено с учетом требований энергосбережения (и вы, например, не планируете использовать электричество для обогрева), как раз и является примером такого «маломощного» потребителя. Да, в отличие от квартиры, тут добавляются еще и, как правило, скважинные насосы для автономного водоснабжения и различная садовая техника, но задавшись целью, вполне реально запитать это всё от солнечной системы, дополненной ветрогенератором и для подстраховки — каким-нибудь газовым или дизельным генератором. Причем последний будет включаться крайне редко, если всё рассчитано верно.

И это может быть дешевле, чем подключаться к линии электропередач в индивидуальном порядке. Поэтому в российских условиях, наверное, отсутствие «коллективного» электроснабжения является самой частой причиной интереса к альтернативным источникам питания. Но на мой взгляд, есть, как минимум, еще один довод в пользу «зеленых» систем, причем именно солнечных, даже при наличии «общественных» 220 вольт.

Дело в том, что стабильность питания, даже в Подмосковье, за пределами городов может оставлять желать лучшего. И в случае моего дачного поселка узким местом является петляющая по соседним лесам от деревни к деревне высоковольтная линия. Деревья, увы, падают от ветра, и это обстоятельство неведомо, похоже, только тем, кто считает нормальным прокладку воздушных линий в просеках шириной от силы метров десять. Впрочем, может быть, прокладка кабеля в земле дороже, чем периодическая замена столбов, пострадавших от соседней сосны. И это всё мудро просчитано.

Хотелось бы верить, но никак не получается, потому что тут насквозь видна российская традиция: сначала сделать кое-как, но подешевле, а потом тратить время и ресурсы на латание дыр (и искренне удивляться: а почему на новое денег не хватает?). Соответственно, сделать подороже и получше «сначала», чтобы экономить «потом» — гораздо проще в частном порядке.

И поскольку примерно раз в сезон бывает «хорошая» гроза, после которой на подъем линии уходит неделя, а то и больше, не считая более кратковременных отключений, сильно захотелось получить собственный запас автономии. В идеале — такой, чтобы вообще не замечать всё это безобразие. Дизельный или бензиновый вариант практически сразу отпал, мы даже купили такой. Но желание гонять это воющее и воняющее чудо техники, приехав насладиться общением с природой, оказалось ниже, чем собственно потребность в электричестве. Лучше обойтись свечами или уехать в город. Соответственно, эта тема приобрела актуальность, когда захотелось поселиться в доме на более или менее постоянной основе.

Между тем, особенность летнего дома в том, что массовая активность там происходит летом, когда солнечной энергии, даже на широте Москвы, хоть отбавляй. Собственно, и деревья-то падают в основном летом. Так обычно и было: гроза прошла, солнце сияет, а электричества нет. А интерес к «солнечной» энергетике уже был подкреплен покупкой солнечного коллектора для подогрева воды. В частности, достаточно компактный (12 трубок по 1,8 м) уверенно справляется с задачей продления «купального сезона» в 12-кубовом бассейне примерно на месяц по сравнению с естественным нагревом.

Поэтому примерно год назад была собрана система, о которой я хочу рассказать. Специально уделил внимание предыстории, чтобы не вступать в дискуссии на тему выгодности солнечных систем по сравнению с традиционными. Иногда, как мы видим, аргументы есть и помимо стоимости киловатта.

Переходим к выбору компонентов для солнечных систем.

Солнечные панели

Итак, начнем с солнечных батарей. В порядке снижения эффективности и стоимости следуют батареи на основе монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния. Абсолютное большинство брендовых батарей относятся к первому типу, который и сам по себе считается наиболее долговечным, ячейки деградируют медленнее всего.

Между прочим, если дом небольшой, и у вас нет какого-нибудь удобно расположенного сарая с большим южным скатом, то на практике может оказаться, что места для батарей вовсе не так много. И есть смысл взять модель с самым большим КПД на единицу площади, если вы действительно хотите построить систему с достаточно высокой энергоотдачей. Поскольку размещать батареи необходимо именно на южном скате крыши, желательно под углом 45 градусов.

По способу монтажа есть батареи, монтируемые в крышу на манер мансардных окон (фактически только у фирмы Roto с совершенно невменяемой стоимостью). А остальное большинство представляет собой простые панели, встроенные в алюминиевую раму, которые крепятся к накладным рейлингам. Минус последних в том, что крышу приходится сверлить, и не всякое покрытие выдержит без протечек такое грубое вмешательство. Тем не менее, это единственный ходовой вариант, который и был выбран.

Что касается самих батарей, то неплохим вариантом по соотношению цены и качества оказались зеленоградские монокристаллические батареи. Все же их достаточно охотно покупают в Германии. Поэтому, находясь в России, логично и даже приятно иметь возможность воспользоваться хоть чем-то имеющим отношение к электронике, но местного производства.

Были приобретены три батареи (TCM-170B) мощностью по 170 Вт и размером 158×82 см. Расчет в данном случае был простой: получить достаточный зарядный ток в облачную погоду, а также утром и вечером, чтобы энергетический баланс, по минимуму, позволял работать холодильнику сколь угодно долго. Поскольку потребление холодильника — порядка 100-200 Вт, и работает он с перерывами, такая нагрузка описанному варианту вполне по силам — разумеется, при наличии буферных аккумуляторов.

В реальных условиях, когда солнце все же светит, а люди в доме живут, энергии должно хватать и на то, чтобы пользоваться бытовыми приборами, подкачивать воду и т. д. даже при длительном отсутствии внешнего электроснабжения. Без излишеств, но и без специального режима экономии. Во всяком случае, я так рассчитывал, и сейчас уже могу подтвердить, что расчет оправдался.

Солнечный контроллер

Стандартное напряжение солнечных панелей и напряжение, которое необходимо поддерживать для заряда аккумуляторов, не совпадает. Вернее, напряжение на выходе солнечной панели меняется от нуля до максимального в зависимости от освещенности, и без промежуточного преобразования тут не обойтись.

В самом простом случае нужен контроллер, который бы отключал аккумуляторы, когда их заряд достиг максимального, и подключал обратно, когда, во-первых, требуется подзарядка, и, во-вторых, выходное напряжение массива солнечных батарей соответствует требуемому для нормального заряда. Но это очень неэффективный метод.

Поэтому в современных недорогих контроллерах используется ШИМ-модуляция, которая позволяет получить приемлемое напряжение и ток для заряда в большем входном диапазоне. Недостаток тут в том, что все равно надо хотя бы примерно совместить выходное напряжение массива солнечных панелей с напряжением массива аккумуляторов.

Наконец, самый универсальный и эффективный метод предлагают MPPT-контроллеры, которые способны преобразовывать напряжение в гораздо большем диапазоне и во время работы отслеживают точку максимальной мощности, а соответственно, позволяют снять максимум энергии и обеспечивать зарядку ранним утром и до сумерек. В моем случае вариант с таким контроллером был единственно адекватным, поскольку три солнечные батареи, как их ни соединяй, давали нестандартное напряжение. Ну а с таким контроллером — можно соединять последовательно, что и удобнее (меньше проводов), и меньше потери при передаче, поскольку та же мощность передается при максимальном напряжении и, значит, меньшем токе. А это тоже важно, если дом высокий, и от солнечных батарей до остальной электроники и аккумуляторов будет метров десять кабеля, а то и больше.

Пожалуй, самые известные и популярные MPPT-контроллеры — производства MorningStar. Выбранная модель TriStar-MPPT-45 рассчитана на зарядный ток 45 А, что безусловно избыточно (но маломощных MPPT-контроллеров практически не найти, и к тому же требования NEC подразумевают запас в 25% по току, то есть реально допустимый ток получается не выше 36 А, и, грубо говоря, заряжать таким контроллером можно батарею аккумуляторов в пределах 360 А·ч). Напряжение батареи аккумуляторов можно произвольно выбирать из ряда: 12, 24, 48 и 36 В. И наконец, входное напряжение от солнечных панелей должно быть в пределах 150 В. Разумеется, при таких характеристиках сопряжение не составляет ни малейшей проблемы.

Инвертер + зарядное устройство

Соединив батареи с аккумуляторами, логично подумать и о второй половине цепи, то есть нам необходима возможность питать от аккумуляторов внешнюю сеть, а также заряжать их от этой самой сети.

В самом общем случае нужен инвертер, зарядное устройство и реле, которое бы переключало нагрузку при исчезновении входного напряжения. К счастью, есть модели инвертеров, где все эти функции объединены, что важно, если мы хотим добиться полностью автономной и необслуживаемой работы — поскольку отдельные инвертеры зачастую требуют перезапуска вручную после того, как они исчерпали ресурс батареи и отключились, и т. д.

Собственно, на алгоритм работы надо обращать внимание и при выборе универсального устройства. Важно, чтобы оно автоматически начинало заряд аккумуляторов после появления напряжения в сети. Также важно, чтобы напряжение отключения нагрузки для инвертера было выставлено выше напряжения отключения солнечного контроллера. В таком случае аккумуляторы начнут заряжаться сразу: либо как «дадут ток», либо когда наступит утро. Даже если под вечер аккумуляторы сядут.

Поскольку качественные модели инвертеров обычно имеют 2-3-кратный запас по пусковому току, и это не аварийный, а именно штатный режим работы, вполне корректно выбрать номинальную мощность в соответствии с реальным максимумом, который вам может потребоваться. Для этого обычно достаточно сложить мощность скважинного насоса в установившемся режиме работы и мощность компрессора холодильника и добавить 20-30% запаса на «лампочки» и прочую бытовую мелочевку, которую вы соберетесь подключить к резервной линии.

Да, разумеется, предполагается, что резервная линия прокладывается отдельным кабелем, и розетки имеет смысл обозначить так, чтобы в них не оказался случайно включенным какой-нибудь утюг. Вообще, «поработать» над тем, чтобы одновременная нагрузка была как можно меньше, имеет смысл в первую очередь ради ресурса аккумуляторов. Как известно, если разрядный ток превышает оптимальный для аккумулятора, его реальная емкость может оказаться существенно меньше заявленной. А это не в наших интересах.

В моем случае получилось 700+200 В·А «надо точно». А с учетом того, что насос со временем может потребоваться и помощнее, для резервной линии было оптимально выбрать модель мощностью в пределах 1500 В·А.

После очень непродолжительного раздумья я выбрал Outback GFX1424E. Эта модель безусловно дороговата для своей мощности в 1400 В·А. Но, как я уже отметил, гоняться за мощностью в случае с инвертерами для домашней резервной линии бессмысленно. Вряд ли кто будет ставить соответствующую батарею аккумуляторов, чтобы реально иметь возможность нагрузить их 2-3 киловаттами нагрузки. Гораздо интереснее в данном случае заплатить за дополнительные функции и, конечно же, качество.

Последнее особенно важно, учитывая, что устройству предстоит работать круглосуточно и в отдельном помещении без присмотра. Что именно привлекло в этом устройстве:

  • Произведен в США. Так сложилось, что как синоним надежности техники чаще всего употребляется фраза «немецкое качество». Между тем, американская продукция зачастую еще и покрепче и служит подольше, поскольку технологический уровень страны, как минимум, не уступает, но при этом нет такой жесткой экономии на материалах, как в Европе.
  • Герметичный корпус. Соответственно, прибор защищен от пыли, влаги и насекомых. Нет, в доме, безусловно, чисто, но в комнатах ставить стойку с электротехникой вряд ли разумно — лучше для этого подходит гараж или подвал. И устройство обычной компоновки с вентиляционными решетками обязательно насосет своим вентилятором пыли — пусть не сразу, но через год-два точно. Не исключено, что какой-нибудь паук устроит аварийную ситуацию еще раньше 🙂
  • Низкий уровень шума. Инвертер не совсем бесшумный: высокочастотный писк в некоторых режимах есть, а также, несмотря на герметичный корпус, играющий роль радиатора, внутри есть и тихоходный вентилятор, который иногда включается и перегоняет воздух от более нагретых компонентов к радиатору. Но даже при максимальной нагрузке (то есть собственно в режиме резервирования) шум не превышает 40 дБА, а в дежурном режиме, когда идет зарядка батарей, а окружающая температура превышает 25 градусов — не более 35 дБА. Это очень мало, большинство настольных компьютеров во время работы шумят громче, ну а классические инвертеры с вентиляторами — заведомо более шумные.
  • Низкая потребляемая мощность (18 Вт в простое, 6 Вт в режиме StandBy). Тут надо иметь в виду, что воспользоваться спящим режимом вы сможете, если в доме нет маломощных потребителей энергии, нуждающихся в постоянном питании. Самый распространенный пример такого потребителя — система охраны (сигнализация).
  • Чистая синусоида. Формально, даже чувствительные к форме питающего напряжения приборы способны в большинстве своем терпеть аппроксимированную синусоиду. Во всяком случае, когда речь идет о двигателях — с учетом того, что в режиме резервного питания они будут работать лишь незначительную часть времени. Но, безусловно, корректная форма синуса — это та функция, за которую стоит доплатить. Вернее, тут соображения идут от обратного: инвертеры с аппроксимацией занимают на рынке самый нижний (начальный) сегмент, и у них много недостатков чисто конструктивного свойства, помимо собственно формы напряжения. Всерьез и надолго на такие изделия рассчитывать наивно.
  • Ну а самая любопытная функция, которая окончательно склонила выбор в пользу этого устройства — возможность экспорта электроэнергии. Иными словами, когда аккумуляторы заряжены полностью, включается инвертер, и излишек энергии, поступающий от солнечных панелей (или других альтернативных источников, подключенных к низковольтному контуру цепи, параллельно батареям), отправляется во внешнюю цепь. Соответственно, сначала компенсируется внутренний расход, а если остается еще и для соседей, то можно понаблюдать, как счетчик крутится в обратную сторону. Это, конечно, приятно, потому что только ради резервирования собирать такую систему не очень интересно (всё же бо́льшую часть времени внешняя сеть исправна). Но почему бы не пользоваться своей энергией?

Надо добавить, что даже сблокированные с зарядным устройством инвертеры далеко не все имеют функцию экспорта. А если собирать систему из отдельных компонентов, придется докупать еще дополнительный контроллер и, возможно, повозиться с программированием и настройкой. Тут уже смысл в такой обвязке есть лишь при условии, что вы собрали достаточно серьезную альтернативную электростанцию.

В данном случае я тоже не совсем был уверен, что всё получится автоматически. Всё же солнечный контроллер взят другого производителя, и оба устройства предусматривают программирование (к инвертеру прилагается отдельная панелька, а солнечный контроллер подключается через COM-порт). И как раз есть возможность выбора пороговых напряжений для заряда аккумуляторов и режима экспорта.

Однако поскольку сборка всей системы затянулась за полночь, я отложил настройку и программирование до утра. А утром обнаружилось, что заряд аккумуляторов уже закончился, и поскольку в доме ничего серьезного в этот момент включено не было, счетчик действительно крутился в обратную сторону. Всё заработало как следует.

Про замеры, какие удалось сделать, я еще расскажу в конце; добавлю только, что возможность экспорта протестирована при использовании электромеханического счетчика, который легко отличить по вращающемуся диску. Электронные могут этот момент не отрабатывать как следует, то есть ток вы отдавать будете, но исключительно в благотворительных целях. А пока осталось несколько слов сказать о выборе аккумуляторов.

Аккумуляторы

Для построения домашних систем автономного энергоснабжения, как правило, используются свинцово-кислотные аккумуляторы закрытого типа. Так называемые VRLA — Valve Regulated Lead-Acid, то есть с клапанным регулированием выделяемых газов. Существуют два типа таких аккумуляторов: AGM (Absorbed Glass Mat), в которых электролит между пластинами находится в стеклопластиковых капсулах, и гелевые. В последнем случае в электролит добавляются загустители, и при производстве аккумулятора этот электролит намазывается на пластины.

И если в компактных источниках бесперебойного питания чаще используются гелевые аккумуляторы, то для систем большой емкости в настоящее время самыми популярными являются AGM-модели, которые и были выбраны.

Поскольку бюджет был отнюдь не резиновый, были взяты два аккумулятора бюджетного производителя Leoch DJM12-200 емкостью 200 А·ч каждый.

Такой большой запас необходим для того, чтобы кратковременная нагрузка высокой мощности (насос) создавала, тем не менее, ток в пределах благоприятного режима для аккумуляторов. Как мы видим на диаграмме, для того чтобы время резервирования действительно составляло часы, а не минуты, желательно, чтобы ток в низковольтной цепи не превышал 0,2C (то есть пятую часть емкости). Аккумуляторы были соединены последовательно, поскольку инвертер был выбран с поддержкой 24-вольтовой цепи, и это также благоприятно для снижения потерь в соединениях.

Соединяем в систему

Здесь все достаточно тривиально: общее правило — минимизировать длину низковольтных цепей. Поэтому инвертер, солнечный контроллер и аккумуляторы лучше разместить на одной стойке либо просто рядом.

В моем случае получилось вот так. Провода от солнечных батарей, соединенных последовательно, подключены к солнечному контроллеру (провода имеет смысл взять потолще — от 6 мм², а лучше 10, если дом высокий, а электронику вы собираетесь поместить в подвале). Выход солнечного контроллера, как и выход инвертера, подключены к аккумуляторам, соединенным, в свою очередь, последовательно. В цепь аккумуляторов также необходимо поставить специальный автомат постоянного тока для защиты инвертера и для удобства отключения системы, если это потребуется.

В качестве шин для положительного и отрицательного полюса оказалось удобнее всего использовать выходы инвертера. Сюда же можно подцепить и ветрогенератор и все остальные источники энергии, если увлечение альтернативной энергетикой перейдет в хроническую стадию болезни. Как уже отмечалось, балласт не потребуется и аккумуляторы не перезарядятся — инвертер просто будет отдавать избыточную электроэнергию во внешнюю сеть.

Несколько тестов

В первую очередь надо отметить, что поставленная цель — не замечать кратковременные отключения (на несколько часов) и не особенно менять свои планы на день из-за упомянутой ночной грозы — достигнута полностью. Было и длительное отключение (в пределах недели), когда мы были в отъезде, и раньше бы, несомненно, по возвращении обнаружили разморозившийся холодильник, в морозилке которого всякий уважающий себя дачник хранит часть собираемого урожая. И если бы в цепи не было солнечных батарей, то, разумеется, такой результат не мог бы быть достигнут.

Интересно посмотреть, сколько же фактически вырабатывается энергии при разных погодных условиях. Если замерить мгновенную мощность, когда счетчик стоит, то при условиях, близких к идеальным (температура около 25 градусов, малооблачно, полдень), удается питать нагрузку около 300 В·А. Да, это заметно меньше теоретического заявленного максимума, но упомянутый холодильник от батарей работать сможет, и при этом счетчик продолжает скручиваться, даже в облачную погоду, что уже радует. А ниже — наблюдения в течение одной недели и показатели счетчика.

 Выработка, Вт

18 мая (облачно)

730

19 мая (облачно)

750

20 мая (малооблачно)

900

21 мая (солнечно)

1300

22 мая (облачно)

600

23 мая (пасмурно)

220

Итого 4,5 кВт. Поскольку в доме в это время работали только холодильник, ноутбук и освещение (энергосберегающими лампами, вечером), а также в пределах 30-40 минут в день работал скважинный насос, общее потребление составило 7,2 кВт. То есть, действительно, почти половину расхода, даже с учетом не самых благоприятных погодных условий, солнечные батареи скомпенсировали.

Хотя, подчеркну, это «побочный эффект», цели сэкономить на электричестве в данном случае не ставилось. Что касается именно вопросов экономии, то если присматриваться к альтернативной энергетике с этой точки зрения, в первую очередь имеет смысл перевести самую затратную статью — нагрев воды — с электричества на некий прямой источник тепла. То есть если уж говорить об экономии и привязывать ее к использованию энергии солнца, лучше начать с простого солнечного коллектора. И если опыт вам понравится, тогда наверняка захочется попробовать еще какой-нибудь источник альтернативной энергии. Поскольку занятие это заразное и увлекательное.

Дополнение (к обсуждению на форуме)

В первую очередь, надо добавить, что никакой опасности «для электриков» устройство в режиме экспорта мощности не представляет. Как нетрудно догадаться, выдача мощности в сеть прекращается при отсутствии внешнего напряжения (а вернее даже — после его снижения относительно запрограммированного пользователем минимального порога). В таком случае инвертер переходит в режим автономной работы и под напряжением остается только резервная линия, и соответственно, только то оборудование, которое вы к ней подключите. За год эксплуатации было довольно много отключений, и к корректности отработки этого состояния, к инвертору претензий нет.

Сами батареи не более нуждаются в обслуживании, чем обычные оконные стекла. Иными словами, если у вас мансардное окно явно своим видом указывает на необходимость мойки, не забудьте протереть и панели. В случае экологически чистого расположения вдали от трасс, по опыту, уборка требуется не чаще раза в год. В конце весны после цветения деревьев. Но в этом году, например, из-за обильных осадков, даже окна мыть не пришлось. Все же, в отличие от вертикальных стекол, наклонные хорошо очищаются дождем. Зимуют батареи у большинства пользователей, которых мне удалось опросить через одну из компаний установщиков таких систем, под снегом, проблем также нет. Хотя, разумеется, если вы планируете снимать напряжение и зимой, то размещать батареи лучше под большим углом или на каком-то поворотном кронштейне, чтобы снег не задерживался.

При выборе инвертора настоятельно рекомендую смотреть спецификации по стартовым токам, они у хороших моделей в несколько раз превосходят штатную мощность. Соответственно, не стоит доверять «ощущениям» или советам тех, кто хочет вам продать оборудование «с запасом». Запас необходим, но рассчитывать его необходимо не по «ощущениям», а по измерениям.

Кстати, буквально на днях сильная гроза опять «удивила» незадачливых подмосковных энергетиков падением сосен. И электричества не было примерно сутки. И как всегда на следующее утро ярко светило солнце, выполняя свою полезную работу.

 

.

Какова лучшая батарея для солнечного хранения в 2019 году?

Последнее обновление 15.07.2020

Существуют определенные характеристики, которые следует использовать при оценке параметров солнечной батареи, например, как долго прослужит солнечная батарея или сколько энергии она может обеспечить. Ниже вы узнаете обо всех критериях, которые вы должны использовать для сравнения вариантов хранения энергии в вашем доме, а также о различных типах солнечных батарей.

solar batter

Как сравнить ваши варианты хранения солнечной энергии

Рассматривая варианты хранения с солнечной батареей, вы столкнетесь со многими сложными техническими характеристиками продукта. Наиболее важными для использования при оценке являются емкость аккумулятора и номинальная мощность, глубина разряда (DoD), эффективность в обоих направлениях, гарантия и производитель.

Емкость и мощность

Емкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить солнечная батарея, измеренное в киловатт-часах (кВтч).Большинство домашних солнечных батарей спроектированы так, чтобы быть «штабелируемыми», что означает, что вы можете включить несколько батарей в свою систему «солнечная батарея плюс накопитель», чтобы получить дополнительную емкость.

Несмотря на то, что емкость говорит о том, насколько велика ваша батарея, она не говорит о том, сколько электроэнергии может обеспечить батарея в данный момент. Чтобы получить полную картину, вы также должны учитывать номинальную мощность батареи. В контексте солнечных батарей номинальная мощность — это количество электроэнергии, которое батарея может поставить за один раз.Измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея с высокой емкостью и низким номиналом мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных приборов) в течение длительного времени. Батарея с низкой емкостью и высокой мощностью может работать весь ваш дом, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

solar batter

Большинству солнечных батарей необходимо постоянно сохранять заряд из-за их химического состава. Если вы используете 100 процентов заряда батареи, срок ее службы будет значительно сокращен.

Глубина разряда (DoD) батареи относится к объему емкости батареи, которая была использована. Большинство производителей будут указывать максимальный DoD для оптимальной производительности. Например, если батарея на 10 кВт-ч имеет DoD 90 процентов, вы не должны использовать более 9 кВт-ч батареи перед ее зарядкой. Вообще говоря, более высокий DoD означает, что вы сможете использовать больше емкости вашей батареи.

Эффективность туда и обратно

solar batter

Коэффициент полезного действия батареи представляет собой количество энергии, которое можно использовать в процентах от количества энергии, которое потребовалось для ее хранения.Например, если вы подаете пять киловатт-часов электроэнергии в свою батарею и можете получить только четыре киловатт-часа полезной электроэнергии, батарея имеет 80-процентный КПД (4 кВт-ч / 5 кВт-ч = 80%). Вообще говоря, более высокая эффективность в обоих направлениях означает, что вы получите большую экономическую выгоду от батареи.

Срок службы батареи и гарантия

В большинстве случаев домашнего хранения энергии ваша батарея будет «циклически заряжаться» (заряжаться и разряжаться) ежедневно. Способность аккумулятора удерживать заряд будет постепенно уменьшаться по мере его использования.Таким образом, солнечные батареи похожи на батареи в вашем мобильном телефоне — вы заряжаете свой телефон каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и когда ваш телефон стареет, вы начнете замечать, что батарея не держит столько заряд, как это было, когда он был новым. Например, батарея может иметь гарантию на 5000 циклов или 10 лет при 70% своей первоначальной емкости. Это означает, что по окончании гарантии батарея потеряет не более 30 процентов своей первоначальной способности накапливать энергию.

Ваша солнечная батарея будет иметь гарантию, которая гарантирует определенное количество циклов и / или лет полезного использования. Поскольку производительность батареи со временем естественным образом снижается, большинство производителей также гарантируют, что батарея сохраняет определенную емкость в течение всей гарантии. Поэтому простой ответ на вопрос «как долго прослужит моя солнечная батарея?» является то, что это зависит от марки батареи, которую вы покупаете, и от того, сколько емкости он потеряет со временем.

Производитель

Многие организации разрабатывают и производят солнечные батареи, от автомобильных компаний до технических стартапов.Хотя крупная автомобильная компания, выходящая на рынок накопителей энергии, вероятно, имеет более длительную историю производства продукции, они, возможно, не предлагают самые революционные технологии. В отличие от этого, у технологического стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но менее успешная, чтобы доказать долговременную функциональность батареи.

Независимо от того, выберете ли вы аккумулятор, произведенный передовым стартапом, или производителя с большой историей, зависит от ваших приоритетов. Оценка гарантий, связанных с каждым продуктом, может дать вам дополнительные рекомендации при принятии решения.

solar instant estimate graphic

Автомобильные компании запрыгивают на подножку накопителей энергии

Домашние технологии хранения энергии и электромобили похожи друг на друга: они используют передовые аккумуляторы для создания более эффективных и устойчивых 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 для разработки аккумуляторов и расширяют свой бизнес в сфере накопления энергии.Tesla является первым распространенным примером (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 заряженный аккумулятор может работать в вашем доме в течение ночи, когда ваши солнечные батареи не вырабатывают энергию. Чтобы сделать более точный расчет, вам нужно знать несколько переменных, в том числе, сколько энергии потребляет ваша семья в данный день, какова мощность и мощность вашей солнечной батареи и подключены ли вы к электросети. сетка.

Для простоты примера мы определим размер батареи, необходимой для обеспечения адекватного решения по хранению солнечной энергии и хранению, с данными о среднем по стране от Управления энергетической информации США. Среднестатистическое американское домашнее хозяйство будет использовать примерно 30 киловатт-часов (кВт-ч) энергии в день, а обычная солнечная батарея может выдавать около 10 кВт-ч мощности. Таким образом, очень простой ответ: если вы приобрели три солнечных батареи, вы могли бы работать дома целый день без поддержки батареи.

На самом деле ответ более сложный, чем этот. Вы также будете вырабатывать электроэнергию с помощью вашей системы солнечных батарей в течение дня, которая будет обеспечивать мощную мощность в течение примерно 6-7 часов дня в часы пик солнечного света. С другой стороны, большинство батарей не может работать с максимальной емкостью и обычно достигает максимума при 90% DoD (как объяснено выше). В результате ваша батарея на 10 кВт-ч, вероятно, имеет полезную мощность 9 кВт-ч.

В конечном счете, если вы соединяете свою батарею с солнечной фотоэлектрической батареей, одна или две батареи могут обеспечить достаточную мощность в ночное время, когда ваши панели не работают.Однако без решения по возобновляемой энергии вам может потребоваться 3 батареи или больше для питания всего вашего дома в течение 24 часов. Кроме того, если вы устанавливаете домашнее хранилище энергии для отключения от электросети, вы должны установить резервное питание на несколько дней, чтобы учесть дни, когда у вас может быть облачная погода.

Срок службы солнечной батареи

Общий диапазон полезного срока службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Если вы устанавливаете солнечную батарею сегодня, вам, вероятно, потребуется заменить ее хотя бы один раз, чтобы соответствовать сроку службы вашей фотоэлектрической системы от 25 до 30 лет.Однако, так как срок службы солнечных батарей значительно увеличился за последнее десятилетие, ожидается, что солнечные батареи последуют его примеру по мере роста рынка решений для накопления энергии.

Правильное техническое обслуживание также может оказать существенное влияние на срок службы вашей солнечной батареи. Температура сильно влияет на солнечные батареи, поэтому защита батареи от замерзания или удушения может увеличить срок ее службы. Когда фотоэлектрическая батарея опускается ниже 30 ° F, для достижения максимального заряда потребуется большее напряжение; когда эта же батарея поднимется выше порога 90 ° F, она перегреется и потребует снижения заряда.Чтобы решить эту проблему, многие ведущие производители аккумуляторов, такие как Tesla, предоставляют функцию температурного замедления. Однако, если батарея, которую вы покупаете, не подходит, вам нужно будет рассмотреть другие решения, такие как заземленные корпуса. Усилия по качественному обслуживанию могут определенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи.

Каковы лучшие батареи для солнечных батарей?

Аккумуляторы, используемые в домашних источниках энергии, обычно изготавливаются с одним из трех химических составов: свинцовая кислота, ион лития и соленая вода.В большинстве случаев литий-ионные батареи являются лучшим вариантом для системы солнечных батарей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

  1. Свинец кислота

    Свинцово-кислотные аккумуляторы — это проверенная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкое DoD, чем у других типов аккумуляторов, они также являются одним из наименее дорогих вариантов на рынке в настоящее время в секторе домашнего накопления энергии. Для домовладельцев, которые хотят отключиться от сети и нуждаются в установке большого количества накопления энергии, свинцовая кислота может быть хорошим вариантом.

  2. Литий-ионный

    Большинство новых технологий накопления энергии в домашних условиях, таких как, используют некоторые формы химического состава ионов лития. Литий-ионные аккумуляторы легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. Они также имеют более высокий DoD и более длительный срок службы по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Однако литий-ионные аккумуляторы стоят дороже, чем их свинцово-кислотные аналоги.

  3. Соленая вода

    Новичком в индустрии хранения энергии для дома является аккумулятор с морской водой.В отличие от других вариантов хранения энергии в домашних условиях, аккумуляторы для морской воды не содержат тяжелых металлов, вместо этого они используют электролиты для морской воды. В то время как батареи, в которых используются тяжелые металлы, в том числе свинцово-кислотные и литий-ионные батареи, необходимо утилизировать специальными способами, соленая батарея может быть легко переработана. Однако, как новая технология, аккумуляторы для морской воды сравнительно не проверены, и одна компания, которая производит солнечные батареи для домашнего использования (Aquion), объявила о банкротстве в 2017 году.

solar instant estimate graphic

Найдите лучшую солнечную батарею для вашего дома

EnergySage проверил все лучшие солнечные батареи для вашего дома.Воспользуйтесь нашими подробными обзорами солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечных батарей: когда вы регистрируетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес с помощью индивидуальных предложений по солнечной энергии, разработанных в соответствии с вашими потребностями. Более 10 миллионов человек приезжают в EnergySage каждый год, чтобы узнать, купить и инвестировать в солнечную энергию. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы увидеть, сколько солнечной энергии может спасти вас.

,

Стоимость солнечных батарей | EnergySage

Последнее обновление 15.07.2020

Стоимость и преимущества солнечных батарей будут определять, стоит ли устанавливать систему солнечных батарей, которая включает в себя накопитель энергии. Со стандартной системой солнечной энергии экономику понять довольно просто: если у вас высокие счета за электроэнергию, установка солнечных панелей для выработки собственной энергии — это инвестиция, которая окупится всего через несколько лет.Как только вы добавите в смесь солнечную батарею, экономика станет более сложной.

Сколько стоят солнечные батареи?

Прежде чем вы сможете определить, имеет ли смысл установка солнечной батареи, вам нужно знать цену. Подобно солнечной энергии, вы можете рассматривать затраты как брутто-цену и цену за относительную емкость. Солнечные батареи варьируются от до 7000 долларов + и от до 400 долларов за киловатт-час (кВтч) до 750 долларов / кВтч . Обратите внимание, что эти цены предназначены только для самой батареи, а не для стоимости установки или дополнительного необходимого оборудования.

Домашние солнечные батареи

— это новая технология. Как и в случае с солнечными батареями, цена на солнечные батареи по прейскуранту во многом зависит от материалов, из которых они сделаны, и от того, сколько энергии они могут вам дать. Установка батареи, которая может работать вне сети, как правило, также стоит дороже, чем установка батареи, предназначенной для работы при подключении к сети. Подобно тому, как цены на солнечные панели резко упали в последние несколько лет, эксперты предсказывают, что солнечные батареи станут дешевле в последующие годы.В качестве ориентира, вот прайс-лист на 2016 год для двух ведущих продуктов солнечных батарей:

  • Рекомендованная цена Tesla Powerwall составляет 13,5 киловатт-часов (кВт · ч), включая встроенный инвертор.
  • 9,3 кВт-ч аккумуляторная батарея Chem RESU от LG обычно продается за 6000-7000 долларов США, не включая инвертор.

Прайс-лист на солнечные батареи — это только часть истории. Если ваша батарея не оснащена встроенным инвертором, она должна быть установлена ​​со специализированным инвертором, который способен управлять потоком электроэнергии к батарее и от нее.(Обратите внимание, что когда вы соединяете солнечную батарею с солнечными батареями, вам нужно будет установить только один инвертор.) Кроме того, солнечные батареи должны быть установлены лицензированным электриком.

Чтобы узнать больше о конкретных продуктах для хранения энергии, взгляните на базу данных EnergySage производителей солнечных батарей.

s

Стоит ли установка солнечной батареи?

Понимание того, как ваша коммунальная компания взимает плату за электроэнергию, является первым шагом к определению, имеет ли для вас смысл экономия солнечной энергии.Если вы платите одну и ту же ставку за кВт-ч независимо от времени суток или общего месячного использования, а ваша утилита предлагает стандартное измерение нетто, единственное дополнительное преимущество, которое вы получите от добавления батареи в систему солнечных батарей, — это наличие резервного источника питания в случай отключения электроэнергии.

Тем не менее, по мере того, как все больше коммунальных служб изменяют порядок взимания платы с потребителей за электричество, установка солнечной батареи станет более разумной. Рассмотрим следующие сценарии:

s

Тариф за время использования (TOU)

Если ваша коммунальная служба имеет тарифы TOU, вы будете платить больше за кВтч за электроэнергию, которую вы используете в часы пиковой потребности в электроэнергии.Пиковые ставки TOU могут быть в два раза выше непиковой. Например, в 2019 году ставки TOU для некоторых владельцев солнечных домов в Калифорнии могут достигать 0,46 долл. США / кВт-ч в пиковые летние часы.

Хранение энергии может снизить количество электроэнергии, которую вы покупаете в часы пик. Если вы устанавливаете аккумулятор как часть вашей системы солнечных батарей, вы можете хранить дополнительную солнечную энергию в течение дня и использовать ее днем ​​и вечером, когда ставки TOU, которые вы в противном случае заплатили бы, были выше.

s

Платежи по требованию

Если у вашей коммунальной службы есть платежи по требованию, вы будете платить плату, основанную на вашем общем потреблении электроэнергии.Платежи по требованию обычно определяются количеством электроэнергии, которое вы покупаете в часы пик, или общим количеством электроэнергии, которое вы покупаете в данный месяц. Если вы устанавливаете аккумулятор с вашей системой солнечных батарей, вы можете использовать его, чтобы минимизировать количество электричества, которое вы покупаете в электросети, и гарантировать, что ваши расходы будут оставаться низкими.

Другие технологии, которые помогут вам сэкономить на счетах за электроэнергию

Солнечные батареи

— не единственный способ сократить потребление электроэнергии в часы пик.Интеллектуальные энергетические технологии, такие как интеллектуальные термостаты и интеллектуальные водонагреватели, могут помочь вам перенести энергоемкие процессы нагрева и охлаждения на времена, когда цены на электроэнергию ниже. Бонус: эти технологии стоят дешевле, чем большинство технологий на солнечных батареях.

s

Уменьшено или нет нетто учета

В дополнение к ставкам TOU и платным потребностям, существует другая ситуация, когда вы можете рассмотреть возможность использования солнечной батареи: если ваша коммунальная служба не предлагает полные чистые замеры.

Если ваша коммунальная служба предлагает кредиты по оптовому тарифу за солнечное электричество, которое вы отправляете обратно в сеть, ваше солнечное электричество более ценно, если вы можете использовать его дома. Солнечная батарея позволяет вам хранить избыточную солнечную энергию вместо того, чтобы отправлять ее обратно в электросеть, чтобы получить скидку на счет за электроэнергию. Вы также сократите количество электроэнергии, которое вам нужно купить у вашей коммунальной службы по розничной цене.

В некоторых ситуациях установка батареи как части вашей солнечной энергетической системы имеет смысл.Тем не менее, технология все еще развивается, и затраты не достаточно низки для хранения, чтобы иметь смысл для всех. Лучший способ понять, является ли солнечное хранилище плюс разумным вложением в ваш дом, — это поговорить с квалифицированным специалистом по установке солнечных батарей, который предлагает решения для хранения энергии.

Хотите установить солнечные батареи позже? Убедитесь, что ваша солнечная фотоэлектрическая система готова сегодня

Домашнее хранение энергии является относительно новой технологией, и для многих домовладельцев экономическая эффективность пока не имеет смысла.Это не значит, что вам нужно ждать, чтобы перейти на солнечный свет. Просто попросите вашего установщика солнечной энергии спроектировать систему, «готовую к хранению» с инвертором, которая работает с солнечными батареями, чтобы позже вы могли превратить вашу систему солнечных батарей в систему с солнечным аккумулятором.

Как вы должны финансировать свою солнечную систему хранения?

Варианты финансирования, доступные для системы с солнечным аккумулятором, практически такие же, как и для стандартной системы солнечной энергии: вы можете купить или арендовать солнечную батарею.

На некоторых рынках солнечные компании предлагают в аренду солнечные энергетические системы, в которых есть аккумулятор. Например, аккумулятор Tesla Powerwall доступен через Tesla Energy на Гавайях как часть предложения «Умный дом энергии». Утилита Vermont Green Mountain Power также предлагает своим клиентам Powerwall, как с помощью аренды, так и покупки наличными.

Можете ли вы использовать солнечную налоговую скидку на батареи?

Федеральный инвестиционный налоговый кредит (ITC) для солнечной энергии является основным финансовым стимулом для домовладельцев, которые устанавливают солнечную энергию.ITC снижает стоимость системы солнечных батарей на 30 процентов, без верхнего предела. Если вы решите установить аккумулятор как часть вашей солнечной энергетической системы, он также имеет право на ITC. Некоторые штаты, местные органы власти и коммунальные службы также предлагают дополнительный стимул для хранения энергии в жилых помещениях.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечных батарей: когда вы регистрируетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес с помощью индивидуальных предложений по солнечной энергии, разработанных в соответствии с вашими потребностями.Более 10 миллионов человек приезжают в EnergySage каждый год, чтобы узнать, купить и инвестировать в солнечную энергию. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы увидеть, сколько солнечной энергии может спасти вас.

,
Все, что нужно знать о солнечных зарядных устройствах

Solar Charger Controller

Дождь или сияние Мы получаем огромное количество звонков о солнечной энергии каждый день. Мы попытаемся ответить на часто задаваемые вопросы, чтобы сэкономить на телефонном звонке.

Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что солнечная энергия не является панацеей от замены использованной энергии. Например, некоторые люди пытаются перезарядить батареи для троллингового мотора, лодки, внедорожника, дома, электрического скутера, кабины для глуши и т. Д.И они хотят, чтобы это было сделано в очень короткие сроки, обычно всего за несколько дней. Предположим, вы берете разряженную 100-часовую батарею и заряжаете ее 30-ваттной солнечной батареей в идеальных летних условиях освещения. После полной недели батарея будет почти полностью заряжена. Используя этот пример, вы можете увидеть, что для зарядки 100-часового аккумулятора в течение нескольких дней потребуется не менее 100 Вт солнечной энергии.

Также имейте в виду, что для получения максимальной номинальной мощности солнечной панели требуется прямое солнечное излучение на поверхности панели.Такие условия, как пасмурное небо, тени, неправильный угол установки, экваториальное направление или короткие зимние дни снизят фактическую мощность солнечной панели до значений ниже номинальных.

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЯ

Большинство солнечных зарядных устройств рассчитаны на 12 В постоянного тока, но у нас ограниченная доступность на 24-вольтовой панели. Как правило, когда требуется 24 В или более, солнечные панели могут быть подключены последовательно, или мы можем заказать солнечные панели по специальному заказу, чтобы обеспечить большее напряжение постоянного тока, например 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.

КОНТРОЛЛЕРЫ

Solar Charger Controller Каждый раз, когда вы используете панель с номинальной мощностью более 5 Вт, мы рекомендуем использовать солнечный контроллер заряда. На самом деле, контроллер заряда является хорошей идеей в большинстве приложений, так как он может обеспечить несколько преимуществ, таких как предотвращение перезарядки, улучшение качества зарядки и предотвращение разрядки аккумулятора в условиях слабого освещения или отсутствия освещения. Некоторые солнечные панели изготавливаются с предварительно установленными блокирующими диодами, которые предотвращают разрядку аккумулятора в условиях слабого освещения или отсутствия освещения.В большинстве случаев, когда установлена ​​солнечная панель мощностью 6 Вт или более, настоятельно рекомендуется использовать контроллер зарядного устройства. Короче говоря, контроллер солнечной зарядки действует как выключатель, позволяющий пропускать питание, когда оно требуется батарее, и отключать его, когда батарея полностью заряжена. При выборе контроллера следует помнить, что он обычно рассчитан в амперах, а фотоэлектрические панели — в ваттах. Это означает, что контроллер солнечного заряда, такой как Morning Star SS6L, 6-амперный контроллер, будет работать практически с каждой панелью, которую мы продаем, примерно до 70 Вт.

РЕЙТИНГ МОЩНОСТИ И AMPS

Solar panel for maintaining single and dual batteries Производители солнечных панелей оценивают выходную мощность в ваттах. Как правило, мощность в 15 Вт обеспечивает около 3600 кулонов (1 Ач) в час прямого солнечного света. Например, панель Pulse Tech SP-5 может выдавать 0,33 Ач в час прямого солнечного света. Это очень популярная панель для обслуживания одиночных и сдвоенных батарей в режиме ожидания и хранения.

КАК ИЗОБРАЖИТЬ РАЗМЕР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Первое, что нужно помнить о солнечной энергии, это то, что все дело в числах.Требуемая мощность по сравнению с мощностью, которую может выдавать панель. Прежде чем вы начнете приобретать панель, вам нужно знать, сколько ампер-часов или ватт вам нужно произвести за определенный период времени. Эта цифра может быть измерена в часах или днях. Поскольку в день 24 часа, мы рекомендуем использовать это в качестве базового уровня. Сначала определите общее потребление электроэнергии за этот период. Затем определите количество прямого солнечного света, который солнечная панель получит за этот период времени, и определите общее количество необходимых ватт-часов.Вы должны всегда соблюдать осторожность и переоценивать свои потребности в энергии. Обычно мы видим в среднем 4 часа полезного солнечного света зимой и 6 часов полезного солнечного света летом. Конечно, есть исключения из этих средних значений, но ошибочная сторона осторожности создает более надежную солнечную систему. Эти средние значения также помогают компенсировать такие переменные, как тень, облака, угол наклона панели и т. Д. После того, как вы хорошо разберетесь со своими потребностями в мощности, я предлагаю вам перейти к нашему солнечному калькулятору.

УСЛОВИЯ ВЫХОДА

Оценки солнечных панелей рассчитаны при ярком прямом солнечном свете. Такие условия, как непрямой солнечный свет, облачность и условия частичного затенения, уменьшат выходную мощность. Мы всегда рекомендуем увеличить размер вашей солнечной батареи, так как эти условия встречаются часто. Кроме того, помните, что продолжительность светового дня летом и зимой может оказать влияние.

Одна из самых больших ошибок, которые обычно наблюдаются, — это когда солнечная батарея проектируется летом с использованием летнего дневного света, но затем она также используется зимой.Первая жалоба часто связана с тем, что батареи больше не держатся под нагрузкой. Это постепенный процесс, который начинается, когда вы теряете дневные часы и начинаете брать аккумуляторную батарею с глубиной разряда более 50%. Когда это происходит, батареи начинают сульфатироваться с гораздо большей скоростью и перестают удерживаться под нагрузкой. Как вы можете себе представить, это дорогая ошибка! Решение обычно включает больше панелей и новых батарей с более высоким запасом ампер / час. Поэтому мы советуем нашим клиентам быть осторожными при учете светового дня.Кроме того, если вы планируете использовать солнечную батарею круглый год, вам необходимо учитывать ежедневный солнечный вклад в течение зимы.

РАБОТА С УСТРОЙСТВОМ, НАПРЯМУЮ ОТ СОЛНЕЧНОГО ПАНЕЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Foldable / Portable Solar Panel У нас есть несколько складных / переносных солнечных батарей для походов, которые поставляются с адаптером для прикуривателя. Этот адаптер позволяет питать аксессуары 12 В, которые обычно используют вилку 12 В постоянного тока. Для непосредственного подключения к панели устройство не может быть чувствительным к изменению напряжения — в противном случае оно может отключиться.Для решения этой проблемы лучше всего использовать небольшую батарею в качестве емкости для хранения энергии, которая обеспечит постоянный источник стабильного и надежного питания. Для этого мы рекомендуем использовать солнечный контроллер заряда, Y-разъем с встроенным аккумулятором на одной ножке и гнездо для сигарет на другой ножке.

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ, ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ПОГОДЫ

Почти все солнечные панели предназначены для наружной установки, так как именно здесь они получают наилучшее, наиболее прямое воздействие солнечного света.Помните, что что-либо меньшее, чем это, приведет к тому, что панель будет производить меньше своей полной мощности.

Должен ли я поддерживать солнечные панели

Периодическая проверка для удаления грязи, мусора и проверки электрических соединений — это все, что необходимо. Защищение панели от снега и мусора позволит добиться лучших результатов.

КАК ДОЛГО ДЛИТЕЛЬНО СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Производительность от солнечной панели будет варьироваться, но в большинстве случаев ожидаемый срок службы выходной мощности составляет от 3 до 25 лет.Эта гарантированная продолжительность жизни обычно составляет 80% от опубликованного рейтинга солнечной панели. Конечно, это будет варьироваться от производителя к производителю, и, как всегда, вы обычно получаете то, за что платите. Не упустите эти дешевые панели, сделанные в Паки-китай-нам-Истане.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИЛОВОГО ИНВЕРТОРА

Power Inverter Многие люди используют преобразователь постоянного тока в переменный для преобразования 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока. Поскольку они изменяют мощность от одной формы к другой, инверторы являются монстрами, поглощающими энергию, и их следует избегать, когда это возможно.Если вы можете выбрать 12-вольтное устройство с питанием от постоянного тока или 110-вольтовое устройство переменного тока, используйте 12-вольтное устройство постоянного тока. На рынке существуют устройства постоянного тока, которые либо понижают, либо увеличивают мощность постоянного тока, и они также потребляют значительно больше энергии.

ФОРМУЛА постоянного тока в переменный через инвертор

Формулы и примеры для 12- и 24-вольтных систем постоянного тока

Это «практическое правило» предназначено в качестве общего руководства для оценки усилителей постоянного тока, необходимых для работы преобразователя постоянного тока в переменный. Поскольку расчеты дают приблизительные значения, необходимо учитывать соответствующий коэффициент безопасности при проектировании и определении компонентов системы, таких как провод, размер и длина.Это в основном означает «негабаритный размер вашей системы».

12-вольтные системы постоянного тока

Формула : Для 12-вольтных инверторов требуется примерно 10 В постоянного тока на входе для каждых 100 Вт выходной мощности, используемой для работы нагрузки переменного тока.

Пример: Сколько усилителей постоянного тока потребуется 12-вольтному инвертору для работы , трех 500-ваттных кварцевых ламп или 1500-ваттного электрического нагревателя?

Ответ:

  • 1) Всего ватт = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 х 10 ампер (по формуле) = 150 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для управления нагрузкой 1500 Вт. Примечание: Если эти 150 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использоваться 150 ампер-часов батареи.

Для обеспечения работы аккумулятора емкостью 150 ампер-часов следует использовать 300 ампер аккумулятора, чтобы обеспечить максимальное время автономной работы и производительность.

24-вольтные системы постоянного тока

Формула : 24-вольтным инверторам требуется приблизительно 5 А постоянного тока на каждые 100 Вт выходной мощности, используемой для работы нагрузки переменного тока.

Пример: Сколько усилителей постоянного тока потребуется для 24-вольтного инвертора для работы трех кварцевых ламп на 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Всего ватт = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 х 5 ампер (по формуле) = 75 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для управления нагрузкой 1500 Вт. Примечание: Если эти 75 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использоваться 75 ампер-часов батареи.

Для обеспечения работы аккумулятора емкостью 75 ампер-часов следует использовать 150 ампер емкости аккумулятора для максимального срока службы аккумулятора и производительности.

Готовы использовать силу солнца? Магазин для солнечного зарядного устройства и аксессуаров.

Spreadsheet icon Солнечный калькулятор

Если вам нужно солнечное зарядное устройство для лодки, солнечное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора или солнечное зарядное устройство, у нас есть подходящие зарядные устройства для любого применения.

Выберите солнечное зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Зарегистрируйтесь, чтобы получать обновления и предложения.

зарядных батарей с солнечной энергией или ветротурбины

Узнайте о том, как заряжать аккумуляторы из возобновляемых источников и сколько они стоят.

Люди, заботящиеся об окружающей среде, стремятся использовать возобновляемую энергию. Солнце обеспечивает пиковую мощность около 1000 Вт на квадратный метр (93 Вт / кв. Фут), а солнечная панель преобразует эту мощность примерно в 130 Вт на квадратный метр (12 Вт / кв. Фут). Этот сбор энергии соответствует ясному дню с солнечной панелью, обращенной к солнцу.Поверхностная пыль на солнечных панелях и сильный нагрев снижают общую эффективность.

Производство электричества солнечным светом восходит к 1839 году, когда Эдмонд Беккерель (1820–1891) впервые обнаружил фотоэлектрический эффект. Прошло еще столетие, прежде чем исследователи поняли процесс на атомном уровне, который работает подобно твердотельному устройству с кремнием n-типа и p-типа, соединенных вместе.

Коммерческие фотоэлектрические (PV) системы имеют эффективность от 10 до 20 процентов. Из них гибкие панели находятся только в диапазоне 10 процентов, а сплошные панели имеют эффективность около 20 процентов.Проверяются технологии с несколькими соединительными ячейками, которые достигают эффективности 40% и выше.

Глобальное потепление негативно повлияет на солнечные батареи. Исследование, проведенное Массачусетским технологическим институтом (MIT), показало, что повышение температуры на один градус Цельсия снижает выходную мощность фотоэлектрической системы на 0,45%. Как и батарея, тепло также сокращает срок службы солнечных элементов.

При температуре 25 ° C (77 ° F) высококачественная монокристаллическая кремниевая солнечная панель вырабатывает около 0,60 В открытой цепи (OCV).Как и батареи, солнечные элементы могут быть соединены последовательно и параллельно для получения более высоких напряжений и токов. (См. BU-302: конфигурации последовательных и параллельных батарей). Температура поверхности при полном солнечном освещении, вероятно, поднимется до 45 ° C (113 ° F) и выше, что приведет к снижению напряжения разомкнутой цепи до 0,55 В на элемент из-за более низкой эффективности. Солнечные элементы становятся более эффективными при низких температурах, но следует соблюдать осторожность при зарядке аккумуляторов ниже температуры замерзания. (См. BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах). Внутреннее сопротивление солнечного элемента относительно высокое: при использовании коммерческого элемента последовательное сопротивление обычно составляет один Ом на квадратный сантиметр (1 Ом см2).

Солнечная система зарядки не обходится без контроллера заряда. Контроллер заряда берет энергию от солнечных батарей или ветряных турбин и преобразует напряжение, чтобы оно подходило для зарядки аккумулятора. Напряжение питания для аккумуляторной батареи 12 В составляет около 16 В. Это позволяет заряжать свинцовую кислоту до 14,40 В (6 х 2,40 В / элемент) и Li-ion до 12,60 (3 х 4,20 В / элемент). Обратите внимание, что 2,40 В / элемент для свинцовой кислоты и 4,20 В / элемент для литий-ионного аккумулятора являются пороговыми значениями напряжения при полной зарядке.

Контроллеры заряда также доступны для зарядки литий-ионных аккумуляторов 10.Батареи 8 В (3 ячейки в серии). Приобретая контроллер заряда, соблюдайте требования к напряжению. Стандартное семейство Li-ion имеет номинальное напряжение 3,6 В / элемент; литий железо фосфат составляет 3,20 В / элемент. Подключайте только те аккумуляторы, для которых предназначен контроллер заряда. Не подключайте свинцово-кислотную батарею к контроллеру заряда, предназначенному для литий-ионных батарей, и наоборот. Это может поставить под угрозу безопасность и долговечность аккумуляторов, так как алгоритмы зарядки и настройки напряжения отличаются.

Более дешевый контроллер заряда выдает выходное напряжение только при наличии достаточного количества света.При уменьшающемся источнике света контроллер заряда просто выключается и возобновляет работу при восстановлении достаточного уровня света. Большинство этих устройств не могут использовать дополнительную мощность, присутствующую на рассвете и в сумерках, и это ограничивает их применениями с идеальными условиями освещения.

Усовершенствованный контроллер заряда отслеживает мощность путем измерения напряжения и регулировки тока, чтобы получить максимальную передачу мощности при преобладающих условиях освещения. Это стало возможным благодаря отслеживанию максимальной мощности (MPPT) .Рисунок 2-25 иллюстрирует источник напряжения и тока от солнечного элемента с переменным солнечным светом. Оптимальная мощность доступна в колене напряжения, где линия падения напряжения встречается с вертикальной линией питания. MPPT определяет эту точку.


Рисунок 1: Напряжение и ток от источника Sola
.
Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о