Домашние солнечные электростанции, в наше время, уже перестали быть экзотикой. С каждым годом в Украине их количество растет, причем, по словам экспертов рынка, наибольшее число СЭС зафиксировано в западном и центральном регионе страны. Как правильно и грамотно подобрать компоненты солнечной электростанции для дома, чтобы с максимальным эффектом окупить вложенные средства?
Как подобрать оборудование для домашней солнечной электростанции. Часть 3

Национальная энциклопедия строительства ProfiDom.com.ua продолжает цикл публикаций об основных элементах домашней солнечной станции.

Если вы решите для своего дома самостоятельно собрать автономную систему энергоснабжения на основе солнечных батарей, вам потребуются следующее оборудование:

  • Фотоэлектрические модули (панели);
  • Контроллер заряда, который нужен для нормирования выходного напряжения аккумулятора, его зарядки и подачи слабого тока.
  • Аккумуляторы, которые обеспечивают накопление, сохранение и подачу энергии в тех случаях, когда энергопотребление резко возрастает или ухудшаются погодные условия.
  • Инвертор, который преобразует постоянный низковольтный ток, делая его соответствующим выбранному стандарту.

Как подобрать оборудование для домашней солнечной электростанции. Часть 3

В процессе выбора оборудования, необходимо учитывать два показателя. Один из них – максимальная мощность нагрузки, второй – номинальная мощность панели. При этом, надо не забывать про тот факт, что данные параметры практически не взаимосвязаны между собой. Допустим, в течение суток аккумуляторы способны заряжаться от батареи в 200 Вт, которая будет менять угол наклона, в зависимости от движения Солнца. Таким образом, удастся накопить около 2,5 кВт*ч энергии. Этого хватит для того, чтобы расходовать их в процессе сварочных работ за 30 минут, пользуясь мощным инвертором. Также, хотелось бы сказать о том, что перед выбором тех или иных устройств, необходимо установить, какое именно низковольтное напряжение ляжет в основу работы системы.

Как определить напряжение

Выбор выходного напряжения не вызовет ни у кого вопросов, ведь в данном случае существует единый стандарт. Это 220 В переменного тока, имеющего частоту в 50 Гц. С низковольтным показателем ситуация более сложная. Объясняется это тем, что входное напряжение инвертора равное номинальному напряжению аккумуляторов и солнечной батареи и не имеет постоянного значения. Модули бывают следующими:

  • 12-вольтовыми;
  • 6-вольтовыми;
  • 2-вольтовыми.

Что касается номинального выходного напряжения панелей, мощность которых составляет более 50 Вт, то оно или превышает 12 В, или равно 24 В. Также, надо заметить, что этого показатель можно увеличить самостоятельно. Для этого, соединение батарей должно быть последовательным.

Ассортимент солнечных инверторов просто огромен. На современном рынке встречаются 12-, 24-, 48- и 96-вольтовые модели. Показатель напряжения определяется на основе того, какой является мощность. Если первая величина равна 12 В, а вторая – 1 кВт, то сила тока должна будет составлять более 83 А. Это слишком много. С учетом того, что в ходе работы инвертор теряет часть энергии, значение силы тока может быть равно сотне ампер. Подобный показатель встречается только в стартерах автомобилей, но носит кратковременный характер.

Здесь, говорится о постоянном токе для бытового использования. Если его значение будет чрезвычайно высоким, тогда, придется применять толстый провод небольшой длины. К примеру, медный с сечением около в 25 мм². Если пренебречь данным условием, то потери энергии значительно возрастут. Это приведет к перегреву, который способен отрицательно сказаться на работоспособности всей системы. Чтобы вы лучше понимали, насколько это опасно, просто умножьте приведенные показатели и представьте себе результат.

Если взять силу тока в тысячу ампер, то мощность составит 10 кВт. Это вынудит нас использовать в качестве провода толстый прут из меди, имеющий диаметр около 50 мм. Очевидно, что соединение получится слишком массивным и недолговечным, поэтому вероятность того, что оно выдержит высокие нагрузки на протяжении длительного времени, минимальна. Отсюда, с легкостью можно сделать вывод, что ограничение входного тока, которое потребляет инвертор, работая на номинальной мощности, является необходимостью. В моделях, рассчитанных на 100-200 А, рост мощности приводит к увеличению входного напряжения.

Последовательное соединение контроллеров и инверторов невозможно, ведь это не панели или аккумуляторы. Исходя из этого при выборе комплекта для домашней солнечной электростанции следует в обязательном порядке учитывать напряжение постоянного тока при той мощности на выходе, что вам требуется.

Поскольку речь идет об автономной системе энергоснабжения для бытовых нужд, то подойдет инвертор, способный выдерживать напряжение в 24 В. Если же питаться электроэнергией, получаемой благодаря Солнцу и предполагается использовать мощною нагрузку, то можно увеличить количество этих составных частей до двух и более. При этом, необходимо следить за тем, чтобы входное напряжение оставалось в пределах допустимой нормы, а номинальная мощность каждого устройства составляла менее 1 кВт.

Это гарантирует то, что при поломке одного инвертора система продолжит функционировать, потребовав снижения общей нагрузки. Что касается установки более мощного инвертора и перехода на повышенное напряжение, то это может потребоваться только в том случае, когда один из потребителей превысил порог выходной мощности уже использующегося устройства.

Как выбрать инвертор для солнечных батарей

Главное требование, выставляемое к данному типу устройств, – обеспечение необходимой мощности на выходе. Этот показатель очень тесно связан с низковольтным напряжением на входе. Между тем, инверторы обладают массой характеристик, о которых нужно знать

Как подобрать оборудование для домашней солнечной электростанции. Часть 3

Перед покупкой инвертора для автономной системы необходимо обратить внимание на форму импульсов тока, который будет вырабатываться. Недорогие модели устроены таким образом, что позволяют получить переменный ток, имеющий форму треугольника или прямоугольника (меандра). Он подойдет для питания нагревательных приборов, в строении которых отсутствуют электронные блоки, и лампы накаливания. Если же попробовать запитать таким током трансформатор или мотор, то это приведет к нестабильной работе устройства или его поломке, даже несмотря на то, что напряжение будет стандартным.

Говоря упрощенно, существует ток, импульсы которого напоминают трапеции. Он считается более качественным, но инверторы, которые могли бы его произвести, сегодня, практически, не выпускаются. Большинство популярных моделей предназначены для получения тока в виде «модифицированного синуса», который по внешнему виду напоминает синусоиду. Данная форма совместима с большинством видов современной техники и электрическими инструментами. Примечательно лишь то, что потребление подобного тока способно стать причиной появления различных звуков в момент работы приборов, например, звона.

Это указывает на то, что при выработке тока появляются некоторые неровности. Чтобы избавиться от них, следует произвести монтаж специальной фильтрационной системы. Самыми качественными считаются инверторы, которые преобразуют ток в форму «чистого синуса». Он настолько хорош, что электричество с легкостью можно назвать идеальным. В данном случае какие-либо претензии к прибору отсутствуют, но основная проблема заключается в самих инверторах: они имеют довольно большие размеры и дорого стоят.

Важная роль отводится коэффициенту полезного действия. Если у выбранной модели эта характеристика является довольно привлекательной, то объем потерь будет минимальным. КПД подавляющей части современных инверторов превышает 90%.

Еще одна характеристика – это функционирование в том режиме, когда аккумуляторы заряжаются. Подобные модели вызывают неподдельный интерес за счет того, что даже при отсутствии подключения к солнечным панелям остаются источниками бесперебойного питания. Это значит, что, используя их, можно получить ток, который подойдет, к примеру, для питания стационарного компьютера. Основной недостаток таких инверторов в том, что без солнечных батарей их мощность и энергетическая емкость минимальны.

Если же подключить одну или несколько панелей, то вы получите сплошные плюсы. Главный из них – сокращение запаса мощности батарей и емкости аккумуляторов. Накопленная вследствие этого энергия станет своего рода резервом, который можно будет использовать при неблагоприятных погодных условиях. Кроме того, появится возможность в качестве источника подзарядки аккумуляторов применять внешние электросети и аварийные генераторы.

Выбирая инвертор, обратите внимание на его индикацию. Она должна быть максимально подробной. Желательно наличие системы, защищающей от короткого замыкания и перегрузки, а также контроллеров напряжения на входе в аккумуляторах и на выходе в сети.

Отличным выбором станет модель, которая сможет выдержать краткосрочное превышение номинальной нагрузки примерно в 1,5-2 раза. Это подарит вам возможность пользоваться нагревательными приборами и блоками питания с силой, которая совпадает с номинальной мощностью инвертора. Это происходит из-за того, что в момент подключения подобных устройств наблюдается резкий скачок электрического тока, который заметно выше установленной нормы. Если настройки защитной системы инвертора ориентированы исключительно на номинальный показатель мощности, то предохранитель активируется, что приведет к отключению выбранного прибора, несмотря на то, что в действительности он обладает допустимым параметром.

Весьма полезной считается функция, благодаря которой после полной зарядки аккумулятора осуществляется подключение дополнительной нагрузки к новой линии. Это позволяет наиболее эффективно использовать переизбыток солнечной энергии, т.е. в хорошую погоду ее расход будут большим и пойдет на выполнение второстепенных целей, допустим, питание водонагревателей, а в пасмурные дни эти затраты сами собой сократятся.

Напоследок хотелось бы сказать о том, что, если показатель мощности потребления не достигает 10 кВт, то более рациональным станет использование 1-фазного напряжения, а не 3-фазного. Это сделает разводку более простой и исключит появление проблем, возникающих вследствие необходимости распределения фаз между потребителями. Вдобавок, вы сможете сэкономить в момент покупки, ведь стоимость 3-фазных инверторов традиционно остается высокой.

В следующей публикации ProfiDom.com.ua расскажет о правилах выбора аккумуляторов для домашней солнечной электростанции




Следующее: Солнечный коллектор: устройство и принципы работы На мировой рынок вышел новый вид сантехники: гибридная. Фото

Предыдущее: Как установить цокольные панели для отделки дома своими руками. Окончание Некоторые популярные токарные мини-станки по дереву. Обзор. Часть 2

ЛАЙКНУТЬ