Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Treść artykułu



Artykuł analizuje praktyczne zastosowanie paneli słonecznych, szczegółowo opisuje węzły niezbędne do nieprzerwanego zasilania, samodzielnego łączenia i konfigurowania paneli słonecznych..

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Wyposażenie systemu zasilania: zakres, charakterystyka

W poprzednim artykule przyjrzeliśmy się rodzajom paneli słonecznych. Ale w systemach wytwarzania energii słonecznej te elementy są tylko pierwotnymi przetwornikami. Aby stworzyć pełnoprawną domową elektrownię, potrzebujemy następującego zestawu sprzętu:

  • kontroler ładowania baterii
  • akumulator (akumulator)
  • falownik napięcia

Kontrolery ładowania baterii są dwojakiego rodzaju: kontrolery PWM (kontrolery PWM) i kontrolery OTMM (kontrolery MPPT).

Kontroler PWM to prostsze i tańsze urządzenie kontrolujące ładowanie baterii. Sprawność kontrolera PWM jest zwykle wyższa niż kontrolera OTMM ze względu na fakt, że w początkowej fazie ładowania łączy on baterię niemal bezpośrednio z baterią słoneczną bez konwersji generowanego napięcia. Sterowniki OTMM zaleca się stosować z modułami o niestandardowym napięciu wyjściowym 28 V i wyższym.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Stosowanie sterowników OTMM będzie ekonomicznie uzasadnione w układach wytwórczych o mocy znamionowej powyżej 400 W. Innym powodem zastosowania takiego sterownika jest zaprojektowanie stacji solarnej do całorocznego wytwarzania energii elektrycznej. W pochmurne zimowe dni podczas ładowania akumulatorów sterownik OTMM pokaże swoją najlepszą stronę.

Bateria w systemie zasilania energią słoneczną pełni rolę bufora akumulującego energię elektryczną.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

W przeciwieństwie do wszystkich innych urządzeń stacji solarnej, bateria jest przedmiotem zużywającym się. Dlatego im dłużej będzie działać bez wymiany, tym krótszy będzie okres zwrotu zakupionych komponentów. Aby bateria służyła przez długi czas, musisz odpowiedzialnie podejść do jej wyboru. Główne parametry akumulatora, którymi interesuje się potencjalny właściciel, to:

  • napięcie (Volt, V) – w sprzedaży są baterie słoneczne 12, 24 i 48 V. Do małych stacji domowych o mocy 200-300 W całkiem odpowiednie są baterie 12 V;
  • pojemność elektryczna (Amperogodzina, A ?h) – charakteryzuje ilość energii elektrycznej, jaka może zostać zgromadzona. W związku z tym im większy ten parametr, tym bardziej system elektryczny może pracować w trybie autonomicznym (przy pochmurnej pogodzie lub w nocy);
  • poziom samorozładowania (% pojemności znamionowej) – im niższy ten parametr, tym lepsza bateria.

Falownik napięcia przeznaczony do zamiany napięcia stałego akumulatora na napięcie przemienne sieci 220 V zasilającej odbiornik gospodarstwa domowego.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Na rynku dostępna jest szeroka gama falowników o różnorodnych funkcjach. Do najważniejszych parametrów należą:

  • moc falownika;
  • napięcie obwodu pierwotnego (napięcie podłączonego akumulatora);
  • obecność wbudowanych zabezpieczeń (przed przeciążeniem, odwróceniem biegunowości baterii, zwarciem w odbiorniku, nadmiernym rozładowaniem baterii);
  • sinusoidalne napięcie wyjściowe (w zasadzie, jeśli podłączone obciążenie zawiera silniki, na przykład pralki, lodówki, pompy obiegowe, wentylatory itp.).

Należy również zauważyć, że nadmierna liczba funkcji prowadzi jedynie do wzrostu kosztu urządzenia oraz komplikacji jego konfiguracji i obsługi..

Schemat połączeń dla wyposażenia stacji solarnej

Montaż obwodu elektrowni słonecznej jest dość prosty. Poniżej znajduje się sekwencja połączeń zilustrowana zdjęciami. Do złożenia prostego systemu wykorzystuje się panel słoneczny z ogniwami polikrystalicznymi, kontroler ładowania i baterię. Montaż rozpoczynamy od podłączenia kabla do panelu słonecznego.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Ten krok nie jest wymagany w przypadku akumulatorów dostarczonych z kablem. Akumulator podłączamy do zacisków wyjściowych sterownika. Ponadto przewody wychodzące z panelu muszą być podłączone do zacisków wejściowych kontrolera ładowania.

Wszystkie połączenia są wykonane zgodnie z zasadą „+” do „+” i „-” do „-”. Zasilanie z akumulatora dostarczamy do zacisków wejściowych falownika. Po włączeniu kontrolera ładowania i falownika widzimy, że energia elektryczna generowana przez panel słoneczny zaczyna ładować akumulator.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Aby określić polaryzację zacisków baterii słonecznej, wystarczy zmierzyć napięcie na zaciskach za pomocą multimetru. Jeśli obok odczytów napięcia znajduje się znak minus, to położenie czarnej sondy odpowiada dodatniej końcówce (przed pomiarem sprawdź poprawność podłączenia sond). Jeśli nie ma znaku minus, to pozycja czarnej sondy odpowiada ujemnemu biegunowi akumulatora.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Montaż paneli słonecznych i pomocniczych urządzeń elektrycznych

Montaż urządzeń elektrycznych stacji solarnej odbywa się za pomocą drutu miedzianego. Przekrój drutu miedzianego dla jednego panelu powinien wynosić co najmniej 2,5 mm2. Wynika to z faktu, że normalna gęstość prądu w przewodniku miedzianym wynosi 5 amperów na 1 mm2. Oznacza to, że o przekroju 2,5 mm2 dopuszczalny prąd wyniesie 12,5 A..

Jednocześnie prąd zwarciowy panelu RZMP-130-T o mocy 145 W wynosi zaledwie 8,5 A.Przy połączeniu kilku paneli połączeniem równoległym przekrój wspólnego przewodu wyjściowego należy dobrać w oparciu o maksymalny prąd sumaryczny wszystkich paneli według powyższej koncepcji (5 A na 1 mm2).

W sprzedaży jest wiele różnych kabli słonecznych. Ich charakterystyczną cechą jest to, że zewnętrzna izolacja kabla została poddana specjalnej obróbce i ma zwiększoną odporność na promieniowanie ultrafioletowe. Nie ma konieczności kupowania takich kabli. Panele słoneczne można łączyć kablem ze zwykłą izolacją PCV, ale układamy go w tulei falistej, która jest przeznaczona do układania okablowania zewnętrznego. Ta opcja będzie kosztować 30-40% mniej.

Regulator ładowania akumulatora i falownik należy umieścić w suchym pomieszczeniu o temperaturze pokojowej, takim jak szafa lub korytarz. Niepraktyczne jest umieszczanie tego sprzętu na zewnątrz, ponieważ elektroniczne komponenty sprzętu nie powinny być narażone na znaczne wahania temperatury i wilgotności. Samą baterię można umieścić razem z elektroniką.

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Jeśli zdecydujesz się na użycie baterii kwasowych lub alkalicznych, umieść je w dobrze wentylowanym miejscu niemieszkalnym, ponieważ wydzielają one szkodliwe dla zdrowia opary elektrolitu. Ponadto w pomieszczeniu z akumulatorami nie powinno być źródeł iskier i zagrożenia pożarowego, ponieważ tlen i wodór uwalniane w słabo wentylowanych pomieszczeniach mogą tworzyć mieszaninę wybuchową..

Panel słoneczny można zainstalować na dwa sposoby:

  • Instalacja stała polega na stacjonarnym umieszczeniu paneli na dachu domu lub na wsporniku przymocowanym do ściany lub fundamentu. W takim przypadku panele należy skierować na południe, poziome nachylenie paneli powinno być równe szerokości geograficznej obszaru plus 15 °. Szerokość geograficzną Twojej lokalizacji można określić, na przykład, na podstawie odczytów z nawigatora GPS lub w usłudze Google Maps;
  • ruchomy montaż paneli odbywa się na trawersie, który jest w stanie obracać się azymutalnie (w kierunku słońca wzdłuż horyzontu) i zenitem, przechylając panele tak, aby promienie słoneczne padały na nie prostopadle. Taki układ instalacji pozwala na zwiększenie sprawności stosowanych paneli słonecznych, ale wymaga dodatkowych wymiernych kosztów finansowych na budowę trawersu, silników napędowych oraz układu do ich sterowania..

Zasilanie z paneli słonecznych: montaż systemu DIY

Sposoby poprawy wydajności autonomicznego zasilania

Aby poprawić wydajność elektrowni słonecznej, można postępować na dwa sposoby: z jednej strony zwiększyć ilość wytwarzanej energii elektrycznej, z drugiej zmniejszyć jej zużycie. Sposoby na zwiększenie wytwarzanej energii elektrycznej mogą wyglądać następująco:

  • montaż paneli słonecznych na ruchomym trawersie lub na mechanizmie kontroli pochylenia zenitu (półśrodek, ale też dość skuteczny, głównie dla paneli monokrystalicznych);
  • stosowanie wysokiej jakości akumulatorów o niskim odsetku samorozładowania i długiej żywotności bez znacznego spadku pojemności;
  • regularna konserwacja systemu: czyszczenie paneli z kurzu i śniegu, konserwacja połączeń rozłącznych i zaciskowych w celu zmniejszenia rezystancji styków, a co za tym idzie strat mocy.

Po stronie obciążenia efektywność energetyczną można zwiększyć w następujący sposób:

  • przeznaczenie obwodu zasilania niskiego napięcia bezpośrednio z akumulatora, np. do podłączenia oświetlenia LED. Pozwoli to uniknąć podwójnej konwersji energii w falowniku;
  • wyłączenie falownika, gdy obciążenie jest odłączone na jego wyjściu, ponieważ falownik, który jest w stanie spoczynku, nadal zużywa niewielką ilość energii;
  • instalacja wraz z oświetleniem czujników ruchu z timerem, aby wykluczyć uciążliwe zużycie energii elektrycznej przez to, że po prostu zapomniały zgasić lampę w korytarzu.
Oceń artykuł
Codzienne wskazówki i instrukcje

Klikając przycisk „Prześlij komentarz” wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych i akceptuję politykę prywatności