Обратите внимание: если последовательность подключения будет прервана, контроллер может сломаться.

Как подключить солнечную панель, смотрите в следующем видео:

Схемы Монтажа И Способы Подключения Солнечных Батарей

Такой вариант предполагает использование профилей в качестве несущей конструкции для солнечной батареи. В этом случае, как и в других, понадобится стальной наклонный каркас, который обеспечит расположение батареи под уклоном.


Оборудование нуждается в периодическом обновлении — присутствует естественный износ.

К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг. Необходимые материалы и инструменты Для сборки солнечной батареи понадобятся следующие материалы: алюминиевый или стальной уголок сечением 25х25; болты 5х10 мм — 8 шт; гайки 5 мм — 8 шт; стекло или поликарбонат мм; клей — герметик Sylgard ; клей — герметик Ceresit CS 15; поликристаллические преобразователи; флюс фломастер смесь канифоли и спирта ; серебряная лента для подключения к панелям; лента для шины; поролон — 3 см, опилки или стружка; плотная полиэтиленовая пленка 10 мкм.

Похожие записи

Световое отражение Вентиляция солнечных батарей Не устанавливайте нижнюю сторону солнечных батарей вплотную, между панелью и установочной плоскостью должно быть расстояние для циркуляции воздуха. Как подключить солнечную батарею Как подключить солнечную батарею Вопрос как подключить солнечную батарею решается с помощью комплектующих систему элементов. Несмотря на это, мы остановили свой выбор на солнечных батареях китайской компании Suoyang.

Подключение солнечных батарей к сети

Сделать это можно как самостоятельно, так и с привлечением специалистов.

Расчет правильной ориентации осуществляется на основании данных о географическом расположении здания. Для правильного размещения солнечных панелей при их монтаже нужно придерживаться перечисленных ниже принципов.

Нельзя использовать в качестве крышки оргстекло, так как оно перегревается и за счёт этого контакты между панелями приходят в негодность, а сама система может разгерметизироваться. Накопитель сгенерированной энергии — аккумулятор.

Рассмотрим три способа соединения, которые будут применимы и для самостоятельной сборки модулей из солнечных ячеек. После первичных вложений, полученная электроэнергия условно бесплатная требуются некоторые средства на обслуживание по истечении срока эксплуатации. Так как они продаются в виде уголков, их потребуется самостоятельно собрать. В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде.

Монтаж конструкции Первостепенно надо определиться с местом установки — или прямо на крыше, или с использованием в качестве подставки каркаса из специальных ферм. Он следит за напряжением аккумулятора: при перезарядке аккумулятора в дневное время 14 Вольтах на клеммах , он автоматически отключает зарядку, а ночью, в случае разряда, то есть предельно низкого напряжения в 11 Вольт, прекращает работу электростанции. Где лучше установить панели? При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей — тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Если эту проблему невозможно решить, то лучше установить панели не на крыше, а на отдельных столбах во дворе.

Сокращение расхода газа и электричества в доме благодаря использованию солнечных батарей. Как подключить солнечную батарею Как подключить солнечную батарею Вопрос как подключить солнечную батарею решается с помощью комплектующих систему элементов.
Схема подключения солнечных панелей к щитку приборов.

Этапы монтажа

Разумеется, это условные цифры: в реальности существует множество поправок в расчетах. Конечно, больше всего солнечных батарей производится в Китае.

Аморфные батареи пока еще экзотика с точки зрения стоимости. Подключение солнечных батарей к сети Предварительно между всеми элементами системы необходимо установить предохранители.

Вы можете корректировать наклон батарей четыре раза: в середине апреля, в конце августа, в первых числах августа и марта. Основные требования при задействовании контроллера — мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов.

Аккумулятор — химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию. Для начала нужно проанализировать, сколько киловатт нужно получить из системы в день. Инструменты, которые понадобятся для сборки: напильник; ножовка по металлу с полотном 18; дрель, сверла на 5 и 6 мм; ключи рожковые; Этапы сборки Сборка состоит из нескольких этапов: Для начала нужно определиться с размерами рамы каркаса.

Смотрите также: Энергетический паспорт что это такое

Новости и информация

Сегодня, установка солнечных батарей в индивидуальном порядке стала привычным делом. Если планируется использовать одну солнечную панель, то здесь всё понятно. Электроприборы в автономном режиме работают тем дольше, чем большую емкость имеет аккумулятор. Батарею можно разместить на крыше балкона или лоджии, в случае если это верхний этаж частного дома или квартира находится на последнем этаже.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях. Панели подсоединяются к прибору, контролирующему уровень запасенного электричества, называемому контроллером, соединенным с АКБ. Можно считать это предрассудком, поскольку надежность современных солнечных систем достаточно высокая. Видео: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору На картинке ниже представлен комплект электростанции, состоящий из таких устройств: Поглощающих естественный свет элементов, которые преобразуют его в электрическую энергию, то есть солнечные батареи. Схема подключения Схема подключения СП.

Особенности и виды

Перед тем, как установить солнечные батареи, необходимо рассчитать емкость аккумуляторов. Основные требования при задействовании контроллера — мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Это требуется для упрощения очистки панелей от следов атмосферных осадков, существенно понижающих эффективность функционирования батарей. А от них — к инвертору. Осуществить такое соединение достаточно просто, однако на выходе получится 24 В.

Поэтому фотоэлементы лучше покупать готовые. Примите во внимание: если не оставить зазор между крышей и панелями для циркуляции воздуха, модули будут перегреваться и выгорать. Для подключения используйте провода с сечением соответствующим мощности контроллера. При подключении солнечных батарей к сети схему лучше выбрать смешанную, так как она оптимальна.
Расключная коробка для солнечных батарей

Как подключить солнечную батарею

Подключение солнечных панелей. Схема подключения солнечных батарей.

Солнечные батареи могут обеспечить электроэнергией в условиях, когда нет возможности подключения с сети электропитания.

В этой статье мы рассмотрим, как правильно подключить солнечную панель для питания бытовых электроприборов.

Как подключить солнечную батарею.

Самая простая схема подключения солнечной батареи состоит из элементов:

• Солнечной панели.
• Контроллера заряда аккумулятора.
• Аккумулятора.
• Инвертора.
• Соединительных проводов.

Солнечные батареи.

При покупке солнечной панели следует знать, что солнечные панели бывают двух видов:

• Поликристаллические.
• Монокристаллические.

В чём же их отличие? Панели отличаются между собой по технологии производства так называемых солнечных элементов, из которых, и состоит солнечная панель.

У поликристаллической панели активная поверхность синего цвета, а у монокристаллической панели черного, с характерными углами.

Какая панель лучше?

Поликристалл однозначно лучше, так как он работает эффективнее при пасмурной погоде и слабом солнечном свете. Монокристаллические панели имеют меньшую площадь при одинаковых мощностях с поликристаллической панелью, поэтому в пасмурную погоду монокристаллические панели работают менее эффективно.

Наиболее чаще применяются 12 вольтовые панели, которые удобней адаптировать с 12 вольтовыми аккумуляторами. Обычно под значением 12V панель подразумевается 17V — 18V, это нужно для того чтобы когда панель в пасмурную погоду производит меньшее энергии она смогла компенсировать падение напряжения.

Солнечные панели при изготовлении уже имеют подключённые диоды Шоттки, которые защищают солнечные элементы от выхода из строя в момент, когда панель перестаёт генерировать электроэнергию и становится сама потребителем электроэнергии от аккумулятора. Именно диод препятствует обратному протеканию электрического тока.

Контроллер заряда.

Контроллер заряда аккумулятора управляет процессом заряда и препятствует чрезмерному заряду и разряду аккумуляторной батареи.

Принцип работы контролера следующий. Когда панель генерирует электрический ток, аккумулятор заряжается. Когда напряжение на клеммах 12 V аккумулятора достигнет предельного значения 14 V, контроллер отключает зарядку.

Когда солнечная батарея не работает в ночное время, система работает от аккумулятора. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет нижней границы 11V, контроллер отключит его от системы, тем самым предотвратит его полный разряд. К контроллеру можно подключить потребителей постоянного тока 12V через соответствующие клеммы (обозначены рисунком лампочкой), например светодиоды для освещения помещения.

Аккумуляторная батарея.

В системе аккумуляторная батарея выполняет функцию аккумулятора электроэнергии, который подзаряжает солнечная панель. Для подключения в систему можно использовать любые свинцово-кислотные аккумуляторы, а также гелевые. В жилом помещении лучше использовать аккумуляторы закрытого типа. Обычно используются 12V автомобильные аккумуляторы.

Инвертор.

Инвертор — он же преобразователь напряжения, подключается к аккумулятору и получает на входе постоянное напряжение, обычно 12V, на выходе из инвертора мы уже получаем переменное напряжение синус 50гц, 220V, к которому можно подключать бытовые приборы, работающие от сети переменного тока 220V.

Кабель.

При монтаже стационарных солнечных панелей производители рекомендуют использовать специальный кабель, для подключения солнечных батарей, который имеет повышенную защиту изоляции от ультрафиолетовых лучей. Можно использовать обычный медный кабель с дополнительной защитой из гофры. Это касается только кабеля который идёт от панели к контроллеру, на всех остальных участках используется обычный медный кабель.

Схема подключения солнечных батарей.

Все комплектующие нужно подключать в строгой последовательности.

Сначала нужно с помощью медного кабеля подключить аккумулятор к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контроллере есть нарисованный значок аккумулятора.

Затем подключаем солнечную батарею к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контролере также нарисован значок солнечной батареи возле соответствующих контактов для подключения. Если нужно установить несколько панелей, то их подключают параллельно.

Следующий шаг – подключение инвертора к аккумулятору плюс – плюс, минус – минус.

При несоблюдении полярности при подключении контроллер может выйти из строя.

Схема работы солнечной батареи.

Солнечные панели монтируются на открытых не затенённых участках с направлением на юг, под углом 45° к горизонту. Можно установить панель на автоматическое поворотное устройство, которое постепенно поворачивается по направлению к солнцу в течение дня.

Солнечная батарея под воздействием солнечных лучей, вырабатывает напряжение, которое поступает на контроллер. В свою очередь контроллер даёт зарядку на аккумулятор, который подключён к инвертору.

На инвертор поступает постоянный ток, например 12V, на выходе инвертора мы получаем переменный ток 220V, на выход инвертора подключаются потребители электроэнергии – ноутбук, телевизор и пр.

Даже небольшая солнечная электростанция может обеспечить работу таких бытовых приборов как ноутбук, телевизор, зарядные устройства для телефонов, осветительных ламп, и прочих бытовых приборов с низкой мощностью.

Порядок подключения контроллера солнечных панелей

В последнее время мы замечаем, что у владельцев большой и малой загородной недвижимости все большим интересом начинает пользоваться альтернативная энергетика и особенно получение электроэнергии с помощью солнечных панелей(солнечных батарей, фотоэлектрических модулей, ФСМ).

Это происходит из-за снижения цен на солнечные панели и ростом информированности людей о появляющихся возможностях. Но не смотря на снижающиеся цены, срок окупаемости систем солнечного (ветряного и т.п.) энергообеспечения при наличии подведенной электросети остается очень большим (10 и более лет с учетом амортизации аккумуляторов).

Если же электросеть отсутствует, то в летний период солнечное электричество может стать отличным способом обеспечения базовых потребностей — освещение, небольшой холодильник, насос и телевизор/радиоприемник. И все это по умеренной цене, сравнимой с ценой бензогенератора даже без учета расхода горючего и ресурса последнего.

Основными компонентами бюджетной системы солнечного электроснабжения являются:

Солнечная панель или батарея панелей, объединенных последовательно или параллельно;

Контроллер солнечных панелей — контроллер заряда АКБ от солнечных панелей;

Аккумулятор (АКБ) или батарея АКБ для накопления электроэнергии на случай пиковых нагрузок, ночное время и пасмурные периоды погоды;

Инвертор напряжения (или источник бесперебойного питания с внешними АКБ) для преобразования низковольтного постоянного напряжения в переменное 220 Вольт 50 Гц.**

Контроллером в бюджетной системе обычно является недорогое устройство производства КНР с тремя парами клемм, рассчитанное на батарею солнечных панелей мощностью 100–500 Ватт, с функцией MPPT или без и имеющее минимум настроек, в основном связанный с ночным освещением и MPPT. В данной статье мы приведем необходимое знание — порядок подключения компонентов системы*.

Схема соединения компонентов системы солнечного электроснабжения

Порядок подключения контроллера солнечных панелей:

В первую очередь к контроллеру подключается заряженный аккумулятор (батарея АКБ).

Это необходимо, чтобы контроллер правильно определил номинальное напряжение системы (обычно 12В или 24В). Толщину всех проводов необходимо выбирать исходя из номинального тока контроллера***;

Внимание! Неправильная полярность (+/-) может привести к выходу контроллера из строя;

Подключите к контроллеру солнечную панель, предварительно проверив полярность соединения.

Внимание! Неправильная полярность (+/-) может привести к выходу из строя компонентов системы & как панелей, так и самого контроллера;

Третья пара клемм предназначена только для низковольтного ночного освещения по расписанию! Подключение большой нагрузки к этим клеммам может вывести контроллер из строя, так как они рассчитаны на небольшой ток.

Ночное освещение (если установлено) включается контроллером автоматически после захода солнца и работает на напряжении АКБ. Многие контроллеры позволяют настроить время работы данного освещения после заката, а некоторые позволяют включать освещение на время перед восходом солнца;

Инвертор напряжения 12В → 220В (24В → 220В) или источник бесперебойного питания (ИБП) должен подключатся напрямую к АКБ.

При пиковых (пусковых) нагрузках аккумулятор является буфером, защищающим контроллер от повреждения, так как обычная свинцово-кислотная батарея она способна отдавать ток, десятикратно превышающий номинальную емкость;

Внимание! Неправильная полярность подключения (+/-) может привести к выходу инвертора из строя;

К инвертору напряжения (ИБП) подключается необходимая нагрузка, работающая от 220 Вольт. Пиковое потребление тока нагрузкой не должно превосходить возможности инвертора!

Выбор инверторов и ИБП напряжения достаточно велик, а цены невысоки. Необходимо лишь правильно подобрать инвертор под вашу нагрузку по значению пиковой мощности (перегрузочной способности) и форме сигнала напряжения («модифицированный» или «чистый» синус).

Если Вас заинтересовали системы солнечного электроснабжения, не стесняйтесь обратиться к нам за консультацией.

* Приведенная схема подключения соответствует большинству контроллеров производства КНР с тремя парами клемм. В любом случае перед подключением рекомендуется прочесть или просто изучить инструкцию к контроллеру. Соблюдайте правила безопасной работы с электричеством!

** Для оптимального накопления и сохранения солнечной электроэнергии в АКБ рекомендуется использовать инверторы со «спящим режимом» или линейно-интерактивные ИБП.

*** Обычно используется правило 1мм2 на 10 Ампер тока, но более толстые провода сделают систему более надежной и энергоэффективной.

tiu.ru

простых солнечных схем | Лаборатории злых безумных ученых

Простые солнечные цепи:

Как начать добавлять солнечную энергию в свои небольшие проекты электроники. Используйте солнце для питания небольших ночных фонарей, работающих от солнечных батарей и батарей, садовых огней и украшений для Хэллоуина.

Первая часть солнечного контура — это… устройство для сбора солнечного света. Чтобы не усложнять задачу, мы используем одну красиво сделанную небольшую солнечную панель для всех этих цепей.Панель, которую мы используем для этих схем, — это панель, номер детали PWR1241 от BG Micro, по цене около 3 долларов каждая. Это монолитная солнечная панель из диселенида меди и индия, по-видимому, напечатана на 60-миллиметровом квадрате из стекла и эпоксидного покрытия для повышения прочности. На задней стороне панели находятся два (тонких) паяемых контакта с обозначенной полярностью. (Хотя вы можете припаивать непосредственно к клеммам, обязательно снимите напряжение с соединений, например, нанесите каплю эпоксидной смолы на ваши провода.) При ярком солнечном свете панель должна производить 4 штуки.5 В при токе до 90 мА, хотя 50 мА кажется более типичной цифрой.

[Прежде чем мы перейдем к нашим первым примерам, небольшое предостережение: это небольшие простые схемы. Создавая их, мы намеренно замалчиваем ряд мелких деталей и проблем, которые не важны для таких низких мощностей, но могут стать критическими, если вы попытаетесь увеличить масштаб.]

Прямой привод:

Самый очевидный способ использования энергии от солнечной панели — это подключить нагрузку напрямую к выходным выводам солнечной панели.

Вот несколько примеров этого на практике:

Слева мы подключили одну из наших маленьких солнечных батарей прямо к маленькому мотору, взятому из старого проигрывателя компакт-дисков. Когда вы ставите его на солнечный свет или приближаете к лампе, мотор начинает вращаться. Справа мы подключили одну из панелей прямо к синему светодиоду высокой мощности. Причина, по которой мы использовали здесь мощный светодиод, заключается в том, что он может легко выдерживать ток 50-90 мА от солнечной панели — «обычный» светодиод, рассчитанный на 20 мА, будет разрушен этим током.(Светодиод того же типа, который мы использовали для нашей схемы мигания мощного светодиода.)

Устойчивый к прерываниям прямой привод:

Цепи «прямого привода» хорошо подходят для выполнения своей проектной функции, но являются довольно простыми. Они не обеспечивают накопления энергии и поэтому очень уязвимы, чтобы моргнуть, когда птица или облако пролетает над головой. Для некоторых приложений, таких как запуск небольшого вентилятора или насоса, это может быть вполне приемлемым. В других случаях, например, при включении микроконтроллера или другого компьютера, кратковременное отключение питания может иметь серьезные последствия.В нашей следующей схеме добавлен суперконденсатор в качестве «маховика» для обеспечения непрерывного питания во время кратковременных перерывов в работе.


Вместо одного суперконденсатора вы могли заметить, что на самом деле мы добавили два. Это связано с тем, что суперкапсы, которые у нас были под рукой, рассчитаны на 2,75 В — недостаточно для работы с выходным напряжением 4,5 В на панели при наличии солнечного света. Чтобы обойти это ограничение, мы использовали два последовательно соединенных конденсатора, для которых добавлялись номинальные значения напряжения, что дало нам едва ли приемлемый общий рейтинг 5.5 В. (Примечание: будьте осторожны, добавляя последовательно конденсаторы различных значений — номинальное напряжение может изменяться неочевидным образом.) При первом воздействии света эта схема заряжает конденсаторы от 30 с до 1 минуты. достаточно, чтобы светодиод мог включиться. После полной зарядки схему можно убрать с солнечного света и по-прежнему управлять синим светодиодом в течение от 30 секунд до 1 минуты — очень эффективный маховик для легких режимов работы.

Добавление аккумулятора

Хотя сопротивление прерывания хорошее, конденсатор обычно не обеспечивает достаточного накопления энергии для питания солнечной цепи в течение продолжительных периодов времени в темноте.Перезаряжаемый аккумулятор, конечно, может обеспечить эту функцию, а также обеспечивает довольно постоянное выходное напряжение, которое не может обеспечить конденсатор. В этой следующей схеме мы используем солнечную панель для зарядки никель-металлгидридной аккумуляторной батареи, а также светодиод для отключения питания, который будет гореть, когда станет темно.


В этой схеме солнечная панель заряжает 3-элементный NiMH аккумулятор (3,6 В). Между ними находится диод «обратной блокировки». Этот односторонний клапан позволяет току течь от солнечной панели к батарее, но не позволяет току течь обратно из батареи через солнечную панель.На самом деле это серьезная проблема, потому что небольшие солнечные панели, подобные этим, могут протекать до 50 мА в обратном направлении в темноте. Мы используем диод 1N914 разнообразной разновидности для обратной блокировки, но есть также диоды с более высокими характеристиками, которые имеют более низкое «прямое напряжение».

В этой конструкции мы непрерывно «подзаряжаем» аккумулятор при солнечном свете. Для NiMH аккумуляторов и герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов (два типа, которые наиболее подходят для такого рода неконтролируемых цепей), как правило, безопасно «струйным» зарядить их, подавая на них ток со скоростью ниже того, что называется «C / 10». ».Для наших аккумуляторных элементов емкостью 1300 мАч C / 10 составляет 130 мА, поэтому мы должны поддерживать уровень заряда ниже 130 мА; это не проблема, так как наши солнечные панели работают только с током до 90 мА.

Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание в этой схеме, — это то, что она чертовски неэффективна. Светодиод горит постоянно, когда аккумулятор хоть немного заряжен. Это означает, что даже когда схема находится на ярком солнечном свете, она тратит энергию на работу светодиода: значительная часть тока солнечной панели идет на питание светодиода, а не на зарядку аккумулятора.

Обнаружение темноты

Недавно мы писали о том, как сделать полезную схему драйвера светодиода, определяющего темноту. В этой схеме использовался инфракрасный фототранзистор. На самом деле добавить способность обнаружения темноты к нашему солнечному контуру даже проще, потому что наша солнечная панель может непосредственно служить датчиком, чтобы определить, когда на улице темно.


Для переключения мы используем транзистор PNP, который управляется выходным напряжением солнечной панели.Когда солнечно, выходной сигнал панели высокий, что отключает транзистор, но когда становится темно, транзистор пропускает ток к нашему желтому светодиоду. Эта схема работает очень хорошо, и ее приятно использовать — она ​​могла бы стать хорошим обновлением тыквы для обнаружения темноты, чтобы она стала солнечной с этой схемой.

Схема солнечного садового освещения

Хотя последняя схема хорошо работает для питания желтого или красного светодиода, она работает при 2,4 В (выход никель-металлгидридной батареи), но не имеет достаточного напряжения для питания синего или белого светодиода.Итак, мы можем добавить к этой схеме простой усилитель напряжения Joule Thief, чтобы получить хороший дизайн для солнечного садового светильника: заряженная солнечная батарея с датчиком темноты, который заставляет Joule Thief запускать белый выходной светодиод.

Естественно, если вы собираетесь работать на улице, вам следует сделать его прочным, защищенным от атмосферных воздействий корпусом. (На ум приходит каменная банка!) Эта схема на самом деле очень близка к тому, сколько работают солнечные садовые фонари, хотя есть много разных схем, которые они используют.

Добавление микроконтроллера

Наши последние примеры схем расширяют предыдущие разработки, добавляя небольшой микроконтроллер AVR.Мы снова используем выходное напряжение солнечной панели для определения темноты, но вместо этого подаем его на аналоговый вход микроконтроллера. Микроконтроллер потенциально является эффективным устройством с очень низким током, которое позволяет экономить электроэнергию, не включая светодиод постоянно, а (например) ожидая часа или двух после наступления темноты и / или затемняющего светодиоды включаться или выключаться, или даже периодически мигает для очень низкого среднего энергопотребления.


В этом примере у нас есть выход PWM (широтно-импульсная модуляция) микроконтроллера, управляющего усилителем напряжения в стиле Joule Thief для включения белого светодиода.(Это одна из многих, многих различных рабочих схем для такого рода схем повышения.)

Мы также сделали вторую версию этой схемы с двумя выходами красных светодиодов, чтобы получился жуткий фонарь из Джека:

Чтобы закончить его, мы вырезали красивую белую тыкву и добавили эту схему, чтобы сделать нашу программируемую тыкву, управляемую микроконтроллером, обнаруживающую темноту и работающую на солнечной энергии, которая по одному заостряла глаза. Обратите внимание на длинные провода на солнечной панели и провода к светодиодам.

Мы надеемся, что это введение в простые солнечные цепи окажется для вас полезным; давай посмотрим на эти солнечные фонарики!

Вы можете найти больше тыквенных проектов в нашем архиве проектов Хэллоуина.

Самые распространенные схемы солнечных батарей

Помимо самой солнечной панели, практически любая схема состоит из солнечного регулятора, инвертора и, чаще всего, батареи.Кратко пройдемся по их функциям.

Джефф Блейлок

Солнечная энергия сегодня, без сомнения, привлекает внимание, когда речь идет о рынке энергии. Это не только отличный экологичный вариант для тех, кого это волнует, но и эффективное решение для бизнеса и домашних хозяйств с экономической точки зрения. Да, в то время как счета за электроэнергию постоянно растут, стоимость использования солнечной энергии постоянно имеет тенденцию к снижению.

Ссылка

Имея такие неоспоримые преимущества, у инсоляции нет причин не превратиться в конечном итоге в один из основных мировых энергетических ресурсов. Фактически, он уже стал самым быстрорастущим источником энергии по состоянию на 2017 год, впервые в истории опередив все другие виды энергии. Таким образом, вы приняли абсолютно правильное решение, прочитав эту статью, в которой будут объяснены 101 схема солнечных панелей и схем, а также представлены две из самых простых и распространенных схем, с которых можно начать свой путь к солнечной энергии.

Общие сведения о солнечных панелях

Фотоэлектрические панели, называемые просто «солнечными», состоят из множества солнечных элементов. Основная составляющая каждой ячейки — кремний, служащий полупроводником для электронов. Выбитые из своих атомов ударом фотонов, электроны проходят через цепь между положительным и отрицательным слоями, в конечном итоге генерируя электричество.

Ссылка

Таким образом, солнечный свет преобразуется в электричество постоянного тока (DC) для зарядки аккумулятора.Каждая панель характеризуется выходной мощностью, измеряемой в ваттах. Это число говорит о мощности, которую панель в идеале способна производить в течение 1 пикового солнечного часа. А это непростая вещь. Если панель подвергается воздействию дневного света примерно 7 часов каждый день, среднее количество часов пиковой нагрузки составляет около 3 или 4. Инсоляция зависит от множества факторов. Помимо, разумеется, погодных условий, обратите внимание на следующее:

• Время суток (большая освещенность ближе к полудню)

• Сезон (больше освещенности ближе к лету)

• Географическое положение (большая освещенность ближе к экватору)

Возвращаясь к панели, вы можете рассчитать ее производительность, исходя из производительности и среднего количества часов пик.Для иллюстрации: солнечная панель мощностью 100 Вт будет генерировать в среднем 700 Вт в день в Юте и 200 Вт на Аляске. Вы можете узнать приблизительное количество солнечных часов в вашем штате, используя эту таблицу.

Другие компоненты схем солнечной энергии

Помимо самой солнечной панели, практически любая схема состоит из солнечного регулятора, инвертора и, чаще всего, батареи. Кратко пройдемся по их функциям.

Солнечные регуляторы. Эти компоненты, более известные как контроллеры заряда, предназначены для наблюдения за входным током от солнечной панели, чтобы защитить аккумулятор от перезарядки.Регулятор предназначен для прекращения или уменьшения тока, как только он обнаруживает, что батарея полностью заряжена.

Инверторы (также известные как преобразователи). Эти элементы предназначены для преобразования энергии постоянного тока от батареи в электричество переменного тока, поскольку панели способны генерировать исключительно постоянный ток. Преобразователи могут быть прямоугольными или чисто синусоидальными. На данный момент достаточно знать, что абсолютное большинство устройств работает на последнем.

Аккумулятор. Выполняет функции накопления энергии.Обратите внимание, что самые примитивные схемы могут управляться напрямую. Следовательно, отсутствие батареи отменяет потребность в инверторах и регуляторах.

Самые распространенные солнечные цепи

Солнечный аккумулятор. Пожалуй, нет смысла объяснять, в чем причина такой популярности этой схемы. Мы просто слишком боимся расстаться с нашими гаджетами. И нам не нужно, если у нас есть такая простая система, чтобы заряжать смартфон где угодно. К счастью, у нас есть powerbank и бесплатная программа для проверки плагиата, они сделали нашу жизнь намного проще.

Вот как вы создаете солнечную батарею: возьмите солнечную панель на 5 В, добавьте зарядное устройство, сам литий-ионный аккумулятор и преобразователь. Завершите с помощью повышающего инвертора USB. Легко это получается!

Автоматический светодиодный светильник на солнечных батареях. Он уверенно занимает позицию самого распространенного солнечного устройства, сделанного своими руками, в первую очередь благодаря простой конструкции и широкому диапазону применения — в саду, на ферме, на открытом воздухе и т. Д.

Ссылка

Схема собрана на 6-вольтовой солнечной панели и 12 белых светодиодах.Батарея SLA накапливает энергию от панели в течение дня и является источником питания для светодиодов ночью. Кроме того, чтобы не расходовать заряд батареи, есть LDR для отключения света в дневное время и его включения ночью, используя переключающий транзистор. Взгляните на простую схему ниже:

О Джеффе Блейлоке
Джефф Блейлок — инженер и исследователь в области солнечной энергии.Джефф посвятил свою жизнь развитию Солнечной системы, так как он сильно обеспокоен состоянием окружающей среды. Недавно он написал несколько информационных статей о солнечной энергии.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

Эта запись не имеет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Solar FlexRack — TDP 2.0 Solar Tracker с BalanceTrac

Solar FlexRack сочетает в себе усовершенствованный дизайн трекера с полной командой опытных инженеров и специалистов по установке к вашим услугам. Солнечные трекеры следующего поколения предоставляют пакет функций, которые позволяют повысить выработку энергии для коммерческих и коммунальных солнечных установок, а также значительно снизить риски проекта. Это означает экономию затрат на интеллектуальную установку в рамках бюджета вашего проекта.

| PVEducation

Объемный кремниевый фотоэлектрический модуль состоит из нескольких отдельных солнечных элементов, соединенных, почти всегда последовательно, для увеличения мощности и напряжения по сравнению с одиночным солнечным элементом. Напряжение фотоэлектрического модуля обычно выбирается таким, чтобы оно было совместимо с аккумулятором 12 В. Индивидуальный кремниевый солнечный элемент имеет напряжение в точке максимальной мощности около 0.5 В при 25 ° C и освещении AM1,5. Принимая во внимание ожидаемое снижение напряжения фотоэлектрического модуля из-за температуры и тот факт, что для зарядки аккумулятора может потребоваться напряжение 15 В или более, большинство модулей содержат 36 последовательно соединенных солнечных элементов. Это дает напряжение холостого хода около 21 В при стандартных условиях испытаний и рабочее напряжение при максимальной мощности и рабочей температуре около 17 или 18 В. Оставшееся превышение напряжения учитывается для учета падений напряжения, вызванных другими элементами фотоэлектрической системы, включая работу вдали от точки максимальной мощности и снижение интенсивности света.

В типичном модуле 36 ячеек соединены последовательно для создания напряжения, достаточного для зарядки аккумулятора 12 В.

Напряжение от фотоэлектрического модуля определяется количеством солнечных элементов, а ток от модуля зависит в первую очередь от размера солнечных элементов. При AM1,5 и оптимальных условиях наклона плотность тока от коммерческого солнечного элемента составляет приблизительно от 30 мА / см ² до 36 мА / см ² . Монокристаллических солнечных элементов часто бывает 15.6 × 15,6 см ² , что дает полный ток от модуля почти 9-10 А.

В таблице ниже показаны выходные параметры типичных модулей в STC. I _MP и I _SC не сильно меняются, но V _MP и V _OC масштабируются в зависимости от количества ячеек в модуле.

Модули для жилых домов или больших полей обычно содержат 60 или 72 ячейки.Существуют и другие размеры, например модули на 96 ячеек, но они встречаются гораздо реже.

Если все солнечные элементы в модуле имеют одинаковые электрические характеристики, и все они испытывают одинаковое солнечное излучение и температуру, то все элементы будут работать при одинаковом токе и напряжении. В этом случае ВАХ фотоэлектрического модуля имеет ту же форму, что и у отдельных ячеек, за исключением того, что напряжение и ток увеличиваются. Уравнение схемы принимает следующий вид:

где:
N — количество ячеек в серии;
M — количество параллельно включенных ячеек;
I _T — полный ток в цепи;
В _T — полное напряжение в цепи;
I ₀ — ток насыщения от одиночного солнечного элемента;
I _L — ток короткого замыкания от одиночного солнечного элемента;
n — коэффициент идеальности одиночного солнечного элемента;
и q, k и T — константы, указанные на странице констант.

Общая ВАХ набора идентично соединенных солнечных элементов показана ниже. Полный ток — это просто ток отдельной ячейки, умноженный на количество ячеек, включенных параллельно. Таким образом, ISC total = ISC × M. Суммарное напряжение — это напряжение отдельной ячейки, умноженное на количество ячеек, соединенных последовательно. Такой, что:

$$ I_ {SC} (всего) = I_ {SC} (ячейка) \ раз M $$

$$ I_ {MP} (всего) = I_ {MP} (ячейка) \ раз M $$

$$ V_ {OC} (всего) = V_ {OC} (ячейка) \ раз N $$

$$ V_ {MP} (всего) = V_ {MP} (ячейка) \ раз N $$

Если ячейки идентичны, коэффициент заполнения не меняется, когда ячейки расположены параллельно или последовательно.Однако обычно в ячейках наблюдается несоответствие, поэтому коэффициент заполнения ниже при объединении ячеек. Несоответствие ячеек может происходить из-за производства или из-за различий в освещении ячеек, где одна ячейка имеет больше света, чем другая.

ВАХ для N ячеек последовательно x M ячеек параллельно.

18 Идеи схемы солнечного света своими руками

Согласно Википедии, солнечная энергия — это «лучистый свет и тепло от солнца». Эта энергия используется в самых разных целях; некоторые примеры — тепло, свет и фотосинтез.

В этой статье мы собрали статьи, которые помогут вам создать солнечный контур, который можно использовать в качестве источника света в различных приложениях. Солнечные светильники продаются для всех областей вашего дома, от садовых огней до ночных светильников, даже светильников с датчиками движения и огней для вечеринок. Здесь мы составили список из 18 простых способов создания недорогих схем солнечного освещения своими руками

1. Схема солнечного садового освещения с автоматическим отключением

В этой базовой схеме используются светодиоды, солнечная панель и аккумулятор. аккумулятор вместе с транзистором PNP и резисторами.В дневное время напряжение батареи не достигает светодиодов, потому что транзистор действует как переключатель. Солнечная панель поглощает достаточно солнечной энергии, чтобы перезаряжаемая батарея освещала подключенные светодиоды.

Щелкните здесь для этого процесса .

2. Схема самостоятельного солнечного освещения — уличный фонарь

Две солнечные панели подключаются к монтажной плате, которая затем подключается к двум аккумуляторным батареям. Батареи используют накопленную мощность солнечных панелей для освещения светодиодной лампы мощностью 1 Вт.Он помещает батарею в пластиковый ящик и прикрепляет устройство к деревянной доске, чтобы все устройство оставалось вертикальным, чтобы получился уличный фонарь.

Смотреть видео

3. Простая схема DIY солнечного света

Если вы ищете очень простой способ создать светодиодную лампу, работающую на солнечной энергии, это базовое руководство, которое предлагает только то. Этот блогер использует солнечную батарею на 12 В, которая заряжает аккумулятор в дневное время. А вечером этот же ток отключается от солнечной панели.Батарея становится источником питания для светодиодной лампы мощностью 1 Вт.

Для получения дополнительной информации щелкните здесь .

4. Схема самостоятельного солнечного освещения в саду

Легкое для понимания видео, демонстрирующее, как можно сделать самодельную схему солнечного освещения для своего сада. Этот видеоблогер предлагает использовать солнечную панель на 5 В, но то же самое можно применить и к цепи на 12 В. Поскольку это устройство выходит в сад и может попасть под дождь или воду с растений, рекомендуется поместить все части, кроме панели и света, в водонепроницаемую коробку.

Смотреть видео

5. Цепь солнечного света с белым светодиодом

Если вы делаете схему солнечного света своими руками, важно использовать источник света, который будет быть достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть. Для таких областей, как сады, в этом руководстве рекомендуется использовать белые светодиоды, потому что они очень люминесцентные и обеспечивают светоотдачу.

Также важно правильно рассчитать размер и напряжение аккумулятора, чтобы обеспечить достаточную мощность.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше .

6. Схема солнечного ночника — DIY

Узнайте, как сделать схему солнечного ночника с помощью платы TP4056. Преимущество доски такого типа в том, что она портативна. Кроме того, эта плата поставляется с защитой аккумулятора или без нее. Этот видеоблогер предлагает использовать тот, у которого есть защита. При максимальном пребывании на солнце 5 часов солнечная панель, предложенная в этом видео, рассчитана примерно на 2 часа.9Ач энергии.

Посмотреть видео

7. Схема солнечного света DIY для экстерьера дома

Это отличный проект, который можно построить вместе с детьми, как этот блоггер показывает нам на своих фотографиях. Он использует аккумулятор на 12 В, светодиодные лампы и солнечную батарею. Построив уличный солнечный свет, он смог сделать внешний вид своего дома более безопасным, а также сократить расходы на электроэнергию. Он также рассказывает, как он создал второй, более крупный вариант светодиодного солнечного света, чтобы дать больше света.

Щелкните здесь, чтобы следовать этому процессу .

8. Схема самостоятельного солнечного освещения для обеспечения безопасности

Это видео знакомит зрителя с более продвинутым DIY. Это предполагает использование датчика движения PIR. PIR означает, что пассивное инфракрасное излучение относится к использованию датчика для обнаружения присутствия человека в комнате. Это отличный вариант, если вы хотите добавить дополнительные функции безопасности в свой дом или квартиру и вокруг них.

Посмотреть видео

9.DIY Solar Night Light

Если вы хотите превратить существующий ночник в солнечный, это видео будет вам очень полезно. Этот человек показывает вам, как взять оригинальный пластиковый корпус и создать печатную плату из 18650 и TP4056. Затраты на этот проект очень минимальны, потому что вы используете то, что у вас уже есть дома, и вы можете легко превратить этот свет в вариант экологически чистой энергии.

Посмотреть видео

10.Схема самостоятельного солнечного освещения для крыльца

Отличный процесс для тех, кто хочет больше контролировать, когда загорается свет на крыльце и как долго он остается включенным. Эта схема DIY предлагает программируемый таймер и даже позволяет задержку включения или выключения. Как это работает, очень технически, но это очень хорошо объяснено автором этой статьи.

Щелкните для получения сведений о процессе .

11. Базовая схема солнечного декоративного освещения своими руками

Базовое видео, демонстрирующее базовую схему солнечного освещения.Но информация очень подробная. Этот человек объясняет, как создать световую цепь, используя транзистор, два резистора, аккумуляторную батарею, диод и довольно небольшую солнечную панель. Он объясняет, что части могут быть заменены в зависимости от ваших потребностей. Он предоставляет базовую модель того, как построить схему солнечного освещения своими руками.

Посмотреть видео

12. Самодельная солнечная световая цепь с использованием солнечной панели 6 В

Солнечная панель 6 В используется для создания этой простой ночной лампы, работающей от солнечной энергии.Он заряжается в течение дня и автоматически включается на закате. Затем светодиод питается от аккумулятора и горит до утра. Этот человек также предлагает поставить лампу перед зеркалом или отражающим предметом, чтобы усилить свет. Схемы соединений

Для получения дополнительной информации о том, как это построить, щелкните здесь .

13. Схема самостоятельного солнечного освещения с использованием литиевой батареи

Здесь мы можем увидеть сборку с солнечной панелью, литиевой батареей и светодиодными лампами.Этот садовый светильник предназначен для зарядки днем ​​и зажигания ночью. Чтобы сделать его экономичным и свести к минимуму затраты, этот человек не использует сенсор или микроконтроллер. Отсутствие этого также помогает упростить печатную плату.

Смотреть видео

14. Контур солнечного света DIY с активированным движением

Солнечный свет, активируемый движением, важен для безопасности вашего дома.В этом посте показано, как собрать его, используя модуль датчика PIR, транзистор PNP, транзистор NPN, светодиодную лампу, резисторы, свинцово-кислотную батарею и солнечную панель.

Детектор движения включает свет, когда человек или животное оказывается в пределах его досягаемости, и затем выключается, когда в этом районе больше нет движения. Хорошая идея — разместить это в нескольких частях дома.

Нажмите здесь, чтобы узнать, как сделать .

15. Схема DIY солнечного света для школы Проект

Очень простой учебник о том, как сделать схему солнечного света своими руками.Это можно использовать для школьного проекта или просто как введение в создание световых цепей перед переходом к более сложным проектам. Используемые предметы очень недорогие, а использованные аккумулятор и банку, вероятно, уже можно найти в доме.

Посмотреть видео

16. Подвесная цепь солнечного света DIY

Какая уникальная идея — добавить подвесной вариант к вашей схеме DIY солнечного света. Преимущество заключается в том, что вы можете переместить его в любое место, где вы хотите, чтобы было светло, а также в течение дня его можно наклонить к солнцу, чтобы сохранить максимальную зарядку солнечной панели.

Пластиковый контейнер и проволочная вешалка — дополнительные предметы, которые этот человек использовал для создания этого уникального стиля солнечного света.

Чтобы узнать больше о том, как это сделать, нажмите здесь .

17. Схема DIY солнечного света для струнных светильников

Для вечеринки на открытом воздухе необходимо праздничное освещение. Вот отличный способ сделать самодельную версию гирлянды на солнечных батареях, используя схему освещения на солнечной энергии. Хотя для этого проекта вы можете использовать белые светодиоды, для более красивой обстановки можно использовать цветные светодиоды, как предлагает автор.Кроме того, для защиты светодиодной цепочки важно использовать какой-нибудь шланг для очистки.

Подробнее о пошаговом руководстве .

18. Схема DIY солнечного света с использованием модели Joule Thief

«Joule Thief» используется для описания минималистского стиля усилителя напряжения. Этот термин относится к типу схемы, которая имеет небольшие размеры, низкую стоимость и обычно проста в сборке. Это то, что вы найдете на этой простой схеме и видео этой цепи солнечного света.Солнце падает на солнечную батарею и заряжает аккумулятор.

В этой конкретной модели используется небольшая солнечная панель, батарея на 1 или 2 В и диоды, а также электрическая панель.

Посмотреть видео

Как подключить солнечные панели последовательно и параллельно

Как домовладелец, который только изучает возможности использования солнечной энергии, легко запутаться в технических терминах, о которых вы можете прочитать или услышать. Возможно, вы встречали разные способы подключения солнечных панелей.И ваша первая мысль может быть такой: действительно ли это важно? В конце концов, вы просто хотите, чтобы панели производили электричество!

На самом деле имеет значение, как подключены ваши солнечные панели. Это влияет на производительность вашей системы, а также на инвертор, который вы сможете использовать. Вы хотите, чтобы ваши панели были подключены так, чтобы они давали вам максимальную экономию и лучшую окупаемость инвестиций.

Вот ответы на несколько распространенных вопросов, которые домовладельцы задают о разводке солнечных панелей, которые помогут вам лучше понять, следует ли подключать панели последовательно или параллельно.

Что означает последовательное подключение солнечных панелей?

Как и батарея, солнечные панели имеют две клеммы: одну положительную и одну отрицательную.

Когда вы подключаете положительную клемму одной панели к отрицательной клемме другой панели, вы создаете последовательное соединение. Когда вы соединяете две или более солнечных панелей таким образом, они превращаются в схему фотоэлектрического источника.

Панели солнечных батарей подключаются последовательно, когда вы подключаете положительную клемму одной панели к отрицательной клемме другой.

Когда солнечные панели подключаются последовательно, напряжение панелей складывается, но сила тока остается прежней. Итак, если вы соедините две солнечные панели с номинальным напряжением 40 вольт и номинальной силой тока 5 ампер последовательно, то последовательное напряжение будет 80 вольт, а сила тока останется на уровне 5 ампер.

Последовательное соединение панелей увеличивает напряжение массива. Это важно, потому что солнечная энергетическая система должна работать при определенном напряжении, чтобы инвертор работал должным образом.

Итак, вы подключаете свои солнечные панели последовательно, чтобы соответствовать требованиям рабочего диапазона напряжения вашего инвертора.

Что означает параллельная проводка солнечных панелей?

Когда солнечные панели подключены параллельно, положительный вывод одной панели подключается к положительному выводу другой панели, а отрицательные выводы двух панелей соединяются вместе.

Положительные провода подключаются к положительному разъему в коробке сумматора, а отрицательные провода подключаются к отрицательному разъему.Когда несколько панелей подключены параллельно, это называется выходной схемой PV.

В случае параллельных солнечных панелей положительный вывод одной панели подключается к положительному выводу другой панели, а отрицательные выводы двух панелей соединяются вместе.

При параллельном подключении солнечных панелей сила тока увеличивается, но напряжение остается прежним. Итак, если вы подключили те же панели параллельно ранее, напряжение системы останется на уровне 40 вольт, но сила тока увеличится до 10 ампер.

Параллельная проводка позволяет иметь больше солнечных панелей, вырабатывающих энергию, не превышая пределы рабочего напряжения вашего инвертора. Инверторы также имеют ограничения по силе тока, которые можно удовлетворить, подключив солнечные панели параллельно.

Как солнечные панели, подключенные последовательно, по сравнению с солнечными панелями, подключенными параллельно?

Контроллер заряда является определяющим фактором при подключении солнечных панелей. Контроллеры заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) предназначены для последовательного подключения солнечных панелей, а контроллеры заряда с широтно-импульсной модуляцией (PWM) используются для параллельного подключения солнечных панелей.

Чтобы понять, как работает последовательное соединение по сравнению с тем, как работает параллельное соединение, давайте на мгновение задумаемся о том, как раньше работали рождественские огни.

Если лампочка перегорит, вылетит из патрона или сломается, вся струна не загорится. Это произошло потому, что огни были подключены последовательно. Вам нужно будет найти неисправную лампочку и заменить ее или переустановить, чтобы цепочка огней снова заработала.

Сегодня большинство рождественских огней имеют форму параллельной проводки, которая позволяет гирляндам оставаться зажженными, даже если в гирлянде есть один нарушитель спокойствия.

Цепи, соединенные последовательно, работают так же, как и для солнечных панелей.

Если возникает проблема с подключением одной панели в серию, выходит из строя вся схема. Между тем, одна неисправная панель или ослабленный провод в параллельной цепи не повлияют на производство остальных солнечных панелей.

На практике то, как сегодня подключаются солнечные панели, зависит от типа используемого инвертора.

Узнайте, сколько солнечных панелей можно сэкономить ежегодно

Электромонтаж солнечных батарей при использовании струнного инвертора

имеют диапазон номинальных напряжений, который им необходим для работы от солнечных панелей.Он также имеет номинальный ток, необходимый инвертору для правильной работы.

есть устройства отслеживания точки максимальной мощности (MMPT), которые могут изменять ток и напряжение для выработки максимально возможной мощности.

В большинстве кристаллических солнечных панелей напряжение холостого хода составляет около 40 вольт. У большинства струнных инверторов диапазон рабочего напряжения составляет от 300 до 500 вольт. Это означает, что при проектировании системы вы можете иметь от 8 до 12 панелей в серии.

Любое превышение этого значения превысит максимальное напряжение, которое может выдержать инвертор.

Дело в том, что большинство систем солнечных панелей больше 12 панелей. Итак, чтобы иметь больше панелей в системе, вы можете подключить еще одну серию панелей и соединить эти серии параллельно. Это позволяет вам иметь необходимое количество панелей для удовлетворения потребностей вашего дома в энергии, не выходя за пределы возможностей вашего инвертора.

Какая схема подключения работает лучше — последовательная или параллельная?

Теоретически параллельная проводка является лучшим вариантом для многих электрических приложений, поскольку она обеспечивает непрерывную работу панелей, даже если одна из панелей неисправна.Но это не всегда лучший выбор для всех приложений. Вам также может потребоваться соблюдение определенных требований к напряжению для работы вашего инвертора.

Чтобы ваша солнечная батарея работала наилучшим образом, необходимо достичь критического баланса напряжения и силы тока. Итак, в большинстве случаев установщик солнечных батарей спроектирует вашу солнечную батарею с гибридом последовательного и параллельного подключения.

Можете ли вы добавить больше солнечных батарей к вашей существующей системе?

Полная установка с самого начала — лучший вариант при установке солнечной системы в жилых помещениях.Использование солнечного калькулятора помогает оценить стоимость вашей солнечной системы и потребности в энергии, чтобы точно определить, сколько панелей вы должны иметь в своей системе.

Однако, если вы были ограничены в своем бюджете или недооценили свои будущие потребности в электроэнергии при установке фотоэлектрических панелей, вы могли бы рассмотреть возможность добавления дополнительных панелей в существующую систему.

Если вы думаете о расширении своей солнечной фотоэлектрической системы в будущем, вы должны проектировать свою систему с учетом этого. Чтобы в будущем можно было разместить больше панелей, вам понадобится инвертор увеличенного размера.

Меняет ли использование микроинверторов или оптимизаторов способ подключения солнечных панелей?

Использование микроинверторов или оптимизаторов в конструкции вашей солнечной системы может помочь избежать ограничений по размеру инвертора, которые имеют струнные инверторы. Если каждая панель подключена к собственному микроинвертору, ваша система может быть расширена по одной панели за раз.

Это может быть сделано с существующими инверторами цепочки, количество которых исчерпано, при условии, что дополнительные панели подключены к стороне переменного тока инвертора цепочки.

Как подключить солнечные панели к сети?

Еще одно соображение между последовательным и параллельным подключением — это количество проводов, которые используются для подключения солнечной системы к электросети. Последовательная проводная схема будет использовать один провод для подключения. Между тем, параллельная проводная система будет иметь несколько проводов для подключения к сети.

против параллельной — почему бы не использовать и то, и другое?

Главное помнить, что последовательное подключение увеличивает напряжение, а параллельное подключение увеличивает силу тока.При проектировании системы необходимо учитывать как напряжение, так и силу тока, особенно когда речь идет о поиске инвертора, который лучше всего подойдет вам.

В большинстве случаев установщик солнечных батарей выбирает проектирование системы как с последовательным, так и с параллельным подключением. Это позволяет системе работать при более высоком напряжении и силе тока, не перегружая инвертор, поэтому ваши солнечные панели могут работать наилучшим образом.

Сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей?

Основные выводы

• Способ подключения солнечных панелей определяет, как работает система и с каким инвертором она может быть сопряжена.
• Когда солнечные панели подключаются последовательно, положительный вывод одного солнечного модуля подключается к отрицательному выводу другого, что увеличивает напряжение солнечной системы.
• Панели солнечных батарей подключены последовательно для увеличения напряжения для соответствия минимальным рабочим требованиям инвертора.
• Если солнечные модули подключены параллельно, положительный вывод одного модуля подключается к положительному выводу другого модуля, что увеличивает силу тока в системе.
• Параллельное подключение солнечных панелей позволяет установить больше солнечных панелей, не превышая предельное напряжение инвертора.

Солнечные батареи для зарядки аккумуляторов

Я сделал метеостанцию, чтобы постоянно следить за дневным светом и температурой. Поскольку проект ставится подальше от дома, для питания удобнее использовать аккумулятор, а не длинный удлинитель.

Днем метеостанция должна максимально работать от солнечной батареи, чтобы не разряжать аккумулятор. И вместо того, чтобы периодически проверять уровень заряда батареи и заменять батареи, схема должна заряжать аккумуляторную батарею от избыточной солнечной энергии от солнечной панели.

В этой статье описывается схема резервного питания от солнечных батарей и батарей, а также результаты перезарядки на данный момент.

Простой солнечный контур

Схема простой схемы на солнечных батареях.

Солнечная панель находится в левой части схемы. Диод (D1) защищает целевое устройство от отрицательного напряжения в случае установки солнечной панели наоборот. Это диод типа Шоттки (например, 1N5817), поэтому при прохождении через него теряется очень мало напряжения.

Само устройство содержит обычные схемы блока питания, такие как конденсаторы для стабилизации источника питания и регулятор напряжения для установки уровня напряжения, который может использоваться всеми микросхемами и другими компонентами.

Проблема с управлением устройством от солнечной батареи заключается в том, что оно не получает питание ночью. И, по сути, если в устройстве нет достаточно большого конденсатора, оно может отключаться в течение дня, когда облако проходит над солнечной панелью.

Простой солнечный контур с резервным аккумулятором

Чтобы устройство продолжало работать, можно параллельно подключить аккумулятор в качестве резервного источника питания.

Схема простой солнечной панели с резервной батареей.

Диод D2 служит той же основной цели, что и D1, в том, что устройство не пострадает, если установить батарею задом наперед. Однако диод не позволяет батарее получать питание от солнечной панели, потому что диод является односторонним клапаном.

Солнечная цепь, которая не может заряжать аккумулятор, полезна, если вы хотите установить стандартные неперезаряжаемые батареи в качестве резервного источника питания устройства. Например, вы можете использовать эту схему с щелочными элементами AA.Щелочные батареи дешевле, чем аккумуляторные батареи, и служат дольше при одноразовом использовании.

Когда солнечная панель получает достаточно света, устройство полностью работает от солнечной панели. Допустим, солнечная панель обеспечивает 5 В, за вычетом 0,1 В для падения напряжения на диоде, то есть TP3 будет показывать 4,9 В. Если блок щелочных батарей состоит из трех свежих батареек AA, он может достигать 1,6 В × 3 = 4,8 В. Потому что 4,8 В аккумуляторной батареи меньше 4,8 В солнечной панели.9 В, питание от аккумуляторного блока не будет поступать. Ток течет только от более высокого напряжения к более низкому напряжению. Следовательно, питание от щелочных батарей не используется.

Когда солнечная панель и аккумуляторная батарея имеют одинаковое напряжение, они оба будут способствовать работе устройства. Это изящный трюк для продления срока службы устройства с солнечной панелью с недостаточной мощностью. Каждая мелочь помогает снять нагрузку с аккумуляторов.

Наконец, когда солнечная панель не получает достаточно света, ее напряжение падает ниже напряжения аккумуляторной батареи.В этом случае батарея подает все напряжение через D2.

Во всех случаях при переключении между источниками питания не происходит воспринимаемого устройством перехода. Устройство постоянно получает питание.

Простой солнечный контур с резервной аккумуляторной батареей

Предполагая, что солнечная панель имеет избыточную мощность в разное время (либо потому, что целевое устройство не потребляет свою пиковую мощность, либо потому, что солнечная панель получает дополнительный свет), было бы неплохо сохранить дополнительную мощность.Для этого мы просто добавляем еще один диод (D3) и путь от солнечного источника к перезаряжаемому источнику.

Схема простой схемы зарядного устройства для солнечных батарей.

Как и раньше, солнечная панель обеспечивает питание устройства через D1 или аккумулятор обеспечивает питание через D2, в зависимости от того, какой источник питания имеет более высокое напряжение. Когда солнечная панель имеет более высокое напряжение, солнечная энергия течет через D1 для питания устройства и через D3 для подзарядки аккумуляторной батареи.

Зачем добавлять диод D3 вместо того, чтобы просто удалять D2, чтобы аккумулятор мог подзарядиться? Хорошо, что бы убрать защиту от перевернутой батареи.

Почему бы не добавить D3, а затем полностью удалить путь D1? Что ж, тогда мощность солнечной панели должна пройти через два диодных падения, чтобы достичь устройства, для чего потребуется солнечная панель с немного более высоким напряжением, чем раньше.

Дополнительный диод стоит менее 25 центов в количестве 100 штук.Учитывая универсальность диода 1N5817 (мы все время используем их в драйверах двигателей), групповая покупка в количестве 1000 снизит цену до 10 центов каждый.

Стоимость диода намного дешевле, чем замена устройства из-за ошибки с обратной батареей или покупка более мощной солнечной панели из-за падения напряжения на двойном диоде.

Существенное ограничение простой схемы подзарядки солнечной батареи

Большинство потребительских зарядных устройств для аккумуляторов представляют собой «интеллектуальные зарядные устройства», которые обеспечивают постоянное напряжение или постоянный ток способом, который предпочитает конкретный химический состав аккумуляторов.Эти зарядные устройства также отключают перезарядку при определенном напряжении, температуре, времени или при обнаружении изменения потребления элемента.

Простая схема солнечного зарядного устройства не защищает от перезарядки и не заботится об оптимальном сроке службы батареи. Чтобы обойтись без такой простой схемы, вы должны выбрать солнечную панель, рабочее напряжение которой примерно равно желаемому напряжению батареи. и чья общая выходная мощность не превышает максимальную скорость непрерывной зарядки.

Для никель-металлгидридных элементов максимальное напряжение зарядки составляет 1,6 В, а максимальный ток составляет 0,05 ° C в течение до 20 часов. Для трех блоков это будет 4,8 В (3 × 1,6 В) и 125 мА (2500 мАч × 0,05 C = 125 мА). Меня не волнует максимальное количество часов зарядки, потому что в Чикаго солнечный свет не превышает 20 часов.

Солнечная панель, используемая для моей метеостанции, — это Panasonic Sunceram II BP-378234 с максимальным (разомкнутым) напряжением 5.5 В и максимальный ток (короткого замыкания) 43 мА. Сначала это может показаться превышением максимального зарядного напряжения. Однако реальное измеренное напряжение во время зарядки никогда не превышает 4,25 В, потому что напряжение солнечной панели значительно падает при подключении к нагрузке. Фактически официальное рабочее напряжение составляет всего 3,4 В, что немного меньше желаемого рабочего напряжения 3,6 В.

Таким образом, простая схема прямой солнечной зарядки работает безопасно только в том случае, если солнечная панель значительно менее мощная, чем батарея.Это гарантирует, что солнечной энергии никогда не будет слишком много, чтобы перезарядить аккумулятор, и, следовательно, не потребуется электронный контроль для отключения, когда аккумулятор полностью заряжен.

Честно говоря, я бы не стал использовать эту схему с литием, какой-либо непостоянной химией или какой-либо дорогой батареей. NiMH, вероятно, является наименее дорогим и наиболее совместимым, хотя свинцово-кислотный также может работать. Вы всегда можете добавить токоограничивающий регулятор, если не уверены, слишком ли мощная ваша солнечная панель.

Хорошо, давайте посмотрим на графики того, как солнечное зарядное устройство работает в реальной жизни …

Как подключить фотоэлектрическую солнечную систему к электросети

Вот советы по проектированию методов подключения фотоэлектрической системы к электросети. Цель этой статьи — дать вам общее представление о концепциях и правилах подключения системы солнечных панелей к электросети и к бытовому электрическому шкафу или счетчику. Подключение к электросети для фотоэлектрической солнечной системы регулируется статьей 690 Национального электротехнического кодекса (NEC).64. Всегда обращайтесь к действующим нормам NEC или консультируйтесь с лицензированным электриком по вопросам безопасности и точности.

Существует два основных подхода к подключению системы солнечных панелей с привязкой к сети, как показано на схемах подключения ниже. Наиболее распространенным является соединение «НАГРУЗОЧНАЯ СТОРОНА» , выполненное ПОСЛЕ главного выключателя.

Альтернативой является соединение «ЛИНИЯ ИЛИ СТОРОНА ПОДАЧИ» , выполненное ПЕРЕД главным выключателем.

Соединения со стороны нагрузки

Проще говоря, соединение со стороны нагрузки выполняется ПОСЛЕ главного выключателя в электрической панели; это наиболее распространенный способ подключения.К электрической панели будет добавлен новый автоматический выключатель. Автоматический выключатель будет двухполюсным или двухпозиционным, и он будет расположен в позиции, наиболее удаленной от главного выключателя. Затем провода от фотоэлектрической солнечной системы будут подключены к этому новому солнечному выключателю. Перед подключением необходимо использовать блок отключения фотоэлектрической службы соответствующего размера. Некоторые инверторы включают в себя отключение, или внешнее отключение может быть добавлено дешево.

При использовании подключения на стороне нагрузки два правила NEC регулируют допустимый размер в зависимости от размера электрической панели и размера солнечной мощности.Оба правила должны соблюдаться для соответствия Кодексу при использовании подключения на стороне нагрузки.

ПРАВИЛО 1
Известный как правило 120%, солнечный автоматический выключатель может составлять не более 20% номинальной мощности главной электрической панели. Номинальный ток электрической панели в амперах (A) или номинальный ток сборной шины — это номинал производителя, который обычно указывается на этикетке. Автоматический выключатель технически называется устройством защиты от перегрузки по току или OCPD.

Например, электрическая панель на 200 А рассчитана на шину 200 А и обычно имеет главный выключатель OCPD на 200 А.Предел обратной подачи по правилу 120% для солнечной энергии рассчитывается как:

• РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ СОЛНЕЧНОЙ ПОДПИТКИ:
• (НОМИНАЛЬНАЯ ШИНА x .20) + (ШИНА — ГЛАВНЫЙ OCPD) = МАКС. PV (A)
• (200A x 0,20) + (200A — 200A) = 40A МАКСИМАЛЬНОЕ СОЛНЕЧНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
• Следовательно, 40A — это максимальная выходная мощность солнечной батареи для панели на 200A с основным OCPD на 200A, если не снижен номинал

Теперь главный выключатель можно заменить на меньший (например, снизить номинал), чтобы освободить место для большего количества солнечной энергии.Вот пример электрической панели с пониженным номиналом для более крупной солнечной системы:

• (НОМИНАЛЬНАЯ ШИНА x .20) + (ШИНА — ГЛАВНЫЙ OCPD) = МАКС. PV (A)
• (200A x 0,20) + (200A — 175A) = 65A МАКСИМАЛЬНОЕ СОЛНЕЧНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
• Снижение номинального тока главного выключателя до 175 А в этом примере, дополнительные 25 А высвобождаются для использования солнечной батареей

ПРАВИЛО 2
OCPD солнечного выключателя должно составлять не менее 125% выходной мощности системы. Выходная мощность системы определяется общим номинальным выходным током инвертора (ов).

• Пример A: если на выходе инвертора 32 А, то 1,25 x 32 А = минимальный размер солнечного выключателя 40 А.
• Это также удовлетворяет Правилу 1 для электрической панели на 200 А.
• Пример B: если на выходе инвертора 34 А, то 1,25 x 34 А = минимальный размер солнечного выключателя 42,5 А.
• Это не удовлетворяет Правилу 1 для панели 200A, поэтому снизьте номинал выключателя главной панели.

Может оказаться невозможным выполнить правила межсоединения NEC для старых, небольших или полностью электрических панелей, например.грамм. 100A или 125A, с большей фотоэлектрической солнечной батареей. У вас может быть возможность заменить существующую электрическую панель на новую, более крупную коробку или использовать альтернативное соединение со стороны линии. Для быстрого ознакомления вы также можете просмотреть эту таблицу, в которой показаны максимальные мощности подключенного фотоэлектрического инвертора в ваттах для различных номиналов усилителя блока выключателя.

Подключение к линии или со стороны питания

Как и в большинстве случаев с электричеством, есть много способов выполнить эту работу. Существует АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К УТИЛИЗАЦИИ, называемое подключением «на стороне питания или на стороне линии».Это соединение выполняется ДО главного выключателя. Распределительная коробка добавлена ​​между счетчиком коммунальных услуг и главной сервисной панелью. Затем в распределительную коробку подключаются провода от электросчетчика, панели главного выключателя и фотоэлектрической солнечной батареи.

Перед подключением соединительной коробки к солнечному инвертору необходимо использовать фотоэлектрическую распределительную коробку соответствующего размера. Соединение на стороне линии позволяет избежать снижения номинальной мощности существующей сервисной панели и избежать ограничений обратной связи панели, регулируемых Правилами 1 и 2 выше.

Однако этот подход не может аннулировать сертификацию UL для главной панели и потребует одобрения местного строительного управления AHJ и коммунального предприятия. Некоторые юрисдикции не разрешают подключение на стороне поставки. AHJ может утверждать, что подключение на стороне питания, выполненное внутри корпуса счетчика / панели, может привести к аннулированию как списка UL, так и гарантии производителя на существующую сервисную панель. Хотя эти проблемы можно преодолеть, эти AHJ выбрали подход «надежнее, чем сожалеть», полностью запретив соединения со стороны поставщика.

Мы проработаем все детали при проектировании фотоэлектрической системы и подготовим окончательные планы для утверждения разрешения.