Фотоэлектричество

Солнечные батареи

Двусторонние модули производили в России 2 завода — «Солнечный ветер» в Краснодаре и «Красное знамя»  в Рязани. Оба завода уже несколько лет как прекратили существование.

Зачем вам нужны двусторонние модули? Их преимущества очень редко когда можно использовать. Сейчас возможны к заказу остатки рязанских модулей ФСМ-180Д (от 20 шт.), но особого смысла в них не вижу — они с передней стороны имеют на 30 Вт меньше мощность, чем современные модули того же размера.

А с обратной стороны как вы собираетесь получать энергию? Это возможно при установке на опорах, при отражении от светлого грунта или снега — такие случаи единичны. Цифра для мощности с обратной стороны (обычно 30-50% от мощности фронтальной стороны) дается при освещении в 1000 Вт/м2, т.е. ярким солнцем, таким же, как и с основной стороны. Как вы сможете этого добиться?

Сами производители признавали, что реальная прибавка отраженным светом от снега или светлого песка будет от 5 до 15%, что меньше, чем добавка мощности у современных модулей. Если же вы положите их, как обычно, на крышу, то прибавка к выработке по сравнению с односторонними модулями будет не более 2-3%, при этом крыша должна быть светлая. На темной крыше вообще никакого эффекта не будет.

Хочу заряжать аккумуляторы в мобильном телефоне от фотоэлектрических батарей. Какая мощность СБ нужна для этого?

В мобильных телефонах, mp3 плеерах и т.п. применяются обычно никель-кадмиевые, никель-металгидридные или литий-ионные аккумуляторы с напряжением 3,6 В и емкостью до 1.5 А*ч.

Для заряда таких АБ необходима фотоэлектрическая батарея мощностью 1,5-3 Вт (зависит от емкости АБ и времени заряда). В телефон встроен контроллер заряда, отключающий солнечную батарею от аккумулятора при достижении 4,2 В. Если такого контроллера в вашем устройстве нет, то нужно добавить его между модулем и устройством.
Обычно в магазинах продаются различные зарядные устройства, которые предназначены для заряда мобильных гаджетов и мобильных телефонов, но большинство из них имеют в своем составе очень маленькую солнечную батарею, а также дополнительную электронную схему и встроенные аккумуляторы. Режим работы таких устройств — длительный заряд встроенного аккумулятора, а затем заряд аккумулятора вашего устройства от этого аккумулятора. Несмотря на дорогую электронно-аккумуляторную часть таких устройств, выработка энергии ими остается мизерной, т.к. размер солнечного элемента очень маленький.

Мы рекомендуем использовать более мощные (5-6 Вт) солнечные модули напряжением 5-6 В. От такого модуля можно заряжать любые устройства, которые могут заряжаться от USB (5В). Обязательно проверьте, имеет ли ваше устройство встроенный контроллер заряда, иначе можно повредить ваше устройство и аккумулятор. Напряжение 6-вольтового солнечного модуля может достигать 10-11В.

Такой модуль позволяет заряжать мобильные телефоны и т.п. не целый день, а в течение нескольких часов.
Мы рекомендуем использовать для зарядки мобильных устройств модуль на текстолите мощностью 5-6 Вт. Такой модуль заряжает аккумулятор в телефоне на порядок быстрее, чем имеющиеся на рынке так называемые «солнечные зарядные устройства для мобильных телефонов». Обычно в таких устройствах мощность модуля около 0,5-1Вт, и он может заряжать телефон только при ярком солнце, и для этого потребуется до 10 часов. Наш модуль начинает заряжать аккумулятор телефона уже при рассеянном свете. От яркого солнца заряд происходит за 1-5 часов в зависимости от емкости аккумулятора.

Важное дополнение. Для заряда смартфонов такой модуль не подойдет. Во-первых, его мощность будет маловата, во-вторых, смартфоны обычно имеют функцию тестирования зарядного устройства, т.е. они сначала проверяют напряжение на входе без нагрузки, и если оно в допустимых пределах, подключают аккумулятор на заряд. Без нагрузки на холостом ходу напряжение нашего модуля более 10В, что смартфон расценивает как недопустимое напряжение, и заряжаться от такого модуля не будет. Выходом из положения является использование обычного 12В солнечного модуля с DC-DC преобразователем 12-5В. У нас такие есть в продаже на 3А, они имеют на выходе разъем USB, что очень удобно для подключения смартфона. Кстати, это же устройство вы можете использовать при заряде вашего гаджета от автомобильного аккумулятора.

 (например, использовать 24В СБ для заряда 12 В АБ)?

В общем случае нет. Номинальное напряжение солнечной батареи должно совпадать с номинальным напряжением аккумуляторной батареи. То же самое относится и к номинальному напряжению нагрузки постоянного тока.

Исключение составляет применение контроллеров заряда с MPPT с возможностью понижения напряжения. MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора, а на входе поддерживать напряжение для отбора максимальной мощности от солнечной батареи. См. ответы на вопрос по преимуществам использования MPPT контроллеров.

При этом надо учитывать, что коэффициент полезного действия такого преобразования тем ниже, чем больше разница между входным и выходным напряжением.

Следует отметить, что такие контроллеры дороже обычных ШИМ контроллеров. Использование MPPT контроллера оправдано при мощности солнечной батареи более 200 Вт. Также, MPPT контроллеры выгодно применять с модулями от 100Вт, если солнечные батареи эксплуатируются в холодных погодных условиях (как известно, при низких температурах напряжение максимальной мощности на модуле повышается, что ведет к большему разрыву между оптимальным напряжением на фотоэлектрическом модуле и напряжением на аккумуляторе).

Также, MPPT контроллеры используются для работы с модулями с нестандартным напряжением (например, тонкопленочные модули и модули для больших солнечных электростанций) — в этом случае такие контроллеры просто необходимы. Более низкая стоимость таких модулей может компенсировать более высокую стоимость MPPT контроллеров.

По мере снижения стоимости MPPT контроллеров минимальная мощность солнечной батареи, с которой их целесообразно использовать, будет снижаться. Например, у нас в продаже есть недорогие MPPT контроллеры китайского производства Tracer MPPT на ток от 10 до 45А.

Выигрыш от слежения за точкой максимальной мощности модуля составляет 15-30%.

 при максимальном освещении для работы в составе с контроллером заряда и кислотной АКБ? В  технических характеристиках модулей указано номинальное напряжение 12В, однако для уверенной работы зарядного устройства АКБ необходимо как минимум 16-17В. Или все-таки они выдают напряжение 17 в под штатной нагрузкой?

Напряжение в рабочей точке модуля с 36 элементами при освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25°С около 17 В. При повышении температуры напряжение снижается, при понижении — увеличивается. В типичных условиях работы модуль нагревается до 40-50 градусов, с учетом падения напряжения в проводах от СБ до аккумулятора как раз и получите требуемые 15-16В на АБ. Модули с 72 элементами имеют номинальное напряжение 24В, в точке максимальной мощности — около 34В. Подходят для заряда 24В АБ через ШИМ контроллер. Модули с 60 или 48 элементами — это модули для MPPT контроллеров или сетевых фотоэлектрических инверторов (в которых всегда есть контроллер MPPT). C ШИМ контроллерами для заряда АБ их использовать нельзя — будет хронический недозаряд аккумуляторов, что приведет к быстрому выходу его из строя.

И зависит ли от этого их эффективность?

При параллельном включении модулей одного напряжения складывается ток. При последовательном включении модулей с одним током складываются напряжения.

При включении последовательно модулей с разным током, напряжение будет равно сумме напряжений, ток будет равен току меньшего модуля.

Не рекомендуется соединять модули с разным током последовательно, и с разным напряжением — параллельно.

Контроллеры заряда

Все предлагаемые нами контроллеры используются только со свинцово-кислотными аккумуляторами. Преимущества использования таких аккумуляторов в системах с возобновляемыми источниками энергии описаны в разделе по аккумуляторам.

Щелочные (NiCd и NiMh) имеют другие требования по режимам заряда и разряда. Пожалуйста, не используете эти контроллеры с щелочными или другими типами аккумуляторов — это опасно! Если вам нужно заряжать щелочные или литий-ионные аккумуляторы — поищите специальные зарядные устройства и контроллеры для такого типа аккумуляторов.

Все предлагаемые нами контроллеры рассчитаны для заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Они имеют контрольные напряжения, рассчитанные именно для такого типа аккумуляторов. Использование их для заряда аккумуляторов другого типа опасно и может привести к взрыву.

Очень часто китайские контроллеры для ветроустановок включают в себя простой контроллер для солнечных батарей. Обычно мощность контроллера для солнечных батарей раза в полтора-два меньше мощности контроллера ветряка. Поэтому, покупая такую ветроустановку (например, производства SWG), вы получаете в ее составе гибридный ветро-солнечный контроллер.

Однако, мы рекомендуем иметь 2 отдельных контроллера для ветроустановки и для солнечных батарей. Этот вариант имеет ряд преимуществ:
1. Повышенная надежность (при выходе из строя одного из контроллеров, другой продолжает заряжать аккумуляторы)
2. В гибридных контроллерах обычно применяется простой контроллер для солнечных батарей. Если вы выбираете отдельный контроллер для СБ, вы можете выбрать как простой on-off (хотя промышленно такие контроллеры уже давно не выпускаются), так и ШИМ или MPPT контроллер. Т.е. кроме существенного увеличения эффективности заряда АБ от СБ, вы получаете гибкость в построении системы.
3. Мощность СБ может быть любой, и не привязана к гибридному контроллеру ветряка.

Оба контроллера — для ветряка и для СБ — подключаются к одной и той же аккумуляторной батарее. К этой же батарее подключается общий инвертор или другая нагрузка постоянного тока.

В технических характеристиках модулей указано номинальное напряжение 12В, однако, для уверенной работы зарядного устройства АКБ необходимо как минимум 16-17В. Или, все-таки, они выдают напряжение 17В  под штатной нагрузкой?

Напряжение в рабочей точке модуля с 36 элементами при освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25°С около 17В. При повышении температуры напряжение снижается, при понижении — увеличивается. В типичных условиях работы модуль нагревается до 40-50 градусов, с учетом падения напряжения в проводах от СБ до аккумулятора как раз и получите требуемые 15-16В на АБ. Модули с 72 элементами имеют номинальное напряжение 24В, в точке максимальной мощности — около 34В. Подходят для заряда 24В АБ через ШИМ контроллер. Модули с 60 или 48 элементами — это модули для MPPT контроллеров или сетевых фотоэлектрических инверторов (в которых всегда есть контроллер MPPT). C ШИМ контроллерами для заряда АБ их использовать нельзя — будет хронический недозаряд аккумуляторов, что приведет к быстрому выходу его из строя.

 (например, использовать 24В СБ для заряда 12 В АБ)?

В общем случае нет. Номинальное напряжение солнечной батареи должно совпадать с номинальным напряжением аккумуляторной батареи. То же самое относится и к номинальному напряжению нагрузки постоянного тока.

Исключение составляет применение контроллеров заряда с MPPT с возможностью понижения напряжения. MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора, а на входе поддерживать напряжение для отбора максимальной мощности от солнечной батареи. См. ответы на вопрос по преимуществам использования MPPT контроллеров.

При этом надо учитывать, что коэффициент полезного действия такого преобразования тем ниже, чем больше разница между входным и выходным напряжением.

Следует отметить, что такие контроллеры дороже обычных ШИМ контроллеров. Использование MPPT контроллера оправдано при мощности солнечной батареи более 200 Вт. Также, MPPT контроллеры выгодно применять с модулями от 100Вт, если солнечные батареи эксплуатируются в холодных погодных условиях (как известно, при низких температурах напряжение максимальной мощности на модуле повышается, что ведет к большему разрыву между оптимальным напряжением на фотоэлектрическом модуле и напряжением на аккумуляторе).

Также, MPPT контроллеры используются для работы с модулями с нестандартным напряжением (например, тонкопленочные модули и модули для больших солнечных электростанций) — в этом случае такие контроллеры просто необходимы. Более низкая стоимость таких модулей может компенсировать более высокую стоимость MPPT контроллеров.

По мере снижения стоимости MPPT контроллеров минимальная мощность солнечной батареи, с которой их целесообразно использовать, будет снижаться. Например, у нас в продаже есть недорогие MPPT контроллеры китайского производства Tracer MPPT на ток от 10 до 45А.

Выигрыш от слежения за точкой максимальной мощности модуля составляет 15-30%.

Вопрос: В технической документации контроллера написано, что напряжение отключения солнечного модуля составляет 14,5 В. Вопрос: в периоды больших значений солнечного излучения напряжение холостого хода принимает значение около 18 В, правильно ли я понимаю, что модуль в это время отключен контроллером и работает в холостом режиме, т.е. потребитель не получают вырабатываемую электроэнергию?

Ответ: Если вы внимательно читали инструкцию к вашему ШИМ контроллеру, то должны были заметить что без аккумулятора система не работает.

Холостой ход СБ может быть и 21 В (см. данные на модуле).

Однако подключенная параллельно АБ играет роль буфера. При этом рабочая точка модуля сдвигается в область напряжений АБ.

Только когда напряжение на АККУМУЛЯТОРЕ достигнет 14,5В, модуль начинает постепенно отключаться (в вашем контроллере заложена широтно-импульсная модуляция тока заряда на завершающей стадии заряда) и зеленый светодиод начинает сначала медленно, а потом быстро мигать.

Если одновременно идет отбор мощности потребителями, напряжение на АБ не может быть таким высоким, поэтому нагрузка питается как от СБ, так и от АБ.

При высокой частоте отключения СБ при работе ШИМ контроллера, среднее напряжение на входе контроллера действительно может быть выше, чем на аккумуляторе. Это нормально. Главное, чтобы контроллер обеспечивал максимальное напряжение на аккумуляторе не более 14,5-15В (в зависимости от температуры аккумулятора и его типа).

Если у вас контроллер с ЖК экраном и вы смотрите через него напряжение на солнечном модуле (не вольтметром), то он может показывать или напряжение холостого хода модуля, или среднее напряжение на модуле в режиме ШИМ регулирования. Попробуйте померить вольтметром напряжение на входе контроллера и сравнить его с показанием контроллера.

Аккумулятор получает ровно столько энергии, сколько может принять.  Если энергии деваться некуда (не потребляет ни нагрузка, ни аккумулятор), то, конечно, выработка солнечной панели снижается. А как иначе?

 

Нет, не могут. Шунт используется только для правильного определения степени заряженности АБ и, соответственно, управления встроенными реле по этому параметру.

Вы, наверное, читали про возможность регулирования без разряда АБ в описании контроллеров МАП Эко. Там такая возможность заявлена, но, по нашему горькому опыту, она не работает, несмотря на заявления производителя. Очень надеемся, что в ближайшее время Микроарт отладит работу этой уникальной функции своего контроллера.

Регулирование зарядного и разрядного тока в контроллерах обычно осуществляется с помощью силовых полевых транзисторов. Эти транзисторы имеют очень низкое прямое падение напряжение в открытом состоянии, и, следовательно, высокий КПД. Если эти транзисторы выходят из строя, контроллер перестает работать.

Обычно силовые транзисторы выходят из строя по следующим причинам.

  1. Перенапряжение. Может быть вследствие удара молнии или другой наводки высокого напряжения на провода, соединяющие контроллер с солнечной батареей или нагрузкой.
  2. Перегрузка. Подключена слишком большая солнечная батарея, которая производит ток больше, чем номинальный ток контроллера. Также, при коротком замыкании в проводке от солнечных батарей может протекать ток от аккумулятора в нагрузку больше допустимого.
  3. Повышенная температура во время заряда.
  4. Выход из строя вследствие заводского брака. Транзисторы — это полупроводниковые приборы, которые производятся в огромных количествах, при этом процент брака чрезвычайно низок. Однако, ни на какой электрический прибор нельзя дать 100% гарантию надежности. Транзистор мог пройти тестирование при производстве и потом выйти из строя через некоторое время.
  5. Большой возраст транзистора. Как любое изделие, транзисторы имеют определенный срок службы.

Можно соединять выходы нескольких контроллеров только в случае, если выполняются следующие условия:

  1. Общий максимальный ток, потребляемый нагрузкой не превышает номинальный ток самого маленького контроллера в системе из параллельно соединенных контроллеров.
  2. Нагрузка каждого контроллера подключена через развязывающий диод, рассчитанный на максимальный ток нагрузки данного контроллера. Диод включается в разрыв плюсового или минусового выхода контроллера. Какой именно выход нужно развязывать диодом зависит от конкретной модели контроллера. Если контроллер имеет общий минус — разрывать нужно плюс. Если общий плюс — разрывается минус. Нельзя использовать параллельно контроллеры с различным общим проводом.
  3. Не обязательно подключать все контроллеры к одной и той же аккумуляторной батарее, но номинальное напряжение всех контроллеров и аккумуляторных батарей должно быть одинаковым.

Важно: нельзя соединять несколько выходов контроллеров для того, чтобы питать нагрузку постоянного тока, которая потребляет ток больший, чем максимальный ток нагрузки любого из контроллеров, соединенных параллельно.

Исходя из вышеизложенного, особого смысла в параллельном подключении выходов контроллеров заряда нет.

В подавляющем большинстве случаев нет. Это связано с тем, что обычно:

  • мощность инвертора намного превышает максимальную мощность выхода на нагрузку солнечного контролера
  • большинство инверторов имеют большие емкости на входе и выходе. Эти конденсаторы используются для фильтрации гармоник и помех на входе инвертора. При первом подключении источника постоянного тока эти конденсаторы начинают заряжаться, что приводит к очень большим входным токам инвертора (в сотни ампер) в течение короткого промежутка времени. Этого может быть достаточно для того, чтобы транзисторы на выходе контроллера заряда вышли из строя, даже если контроллер имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке.
    Если инвертор подключен к выходу контроллера, это обычно приводит к срабатыванию защиты контроллера или, в большинстве случаев, выходу его из строя из-за того, что защита контроллера по короткому замыканию не успевает сработать.

Мы не рекомендуем присоединять инвертор к выходу контроллера, даже в том случае, если его номинальная мощность меньше номинальной мощности выхода контроллера. Инвертор может заработать после нескольких попыток (т.е. когда его входной конденсатор зарядится), но это не является нормальным режимом работы.

Поэтому инвертор обычно подключают напрямую к аккумуляторной батарее. Защита аккумулятора от глубокого разряда при этом осуществляется инвертором. Обычно инверторы имеют напряжение защитного отключения примерно 1,75В на банку (т.е. 10,5 В для 12В, для других напряжений нужно умножать на соответствующий коэффициент). «Продвинутые» инверторы могут регулировать напряжение защитного отключению, простые — не могут. Если режимы работы системы таковы, что происходит частое срабатывание защиты инвертора по низкому напряжению аккумуляторов, нужно использовать защитные возможности контроллера. Дело в том, что напряжение срабатывания защиты инвертора соответствует почти полному разряду аккумулятора при типичных токах разряда (около 0,1С). Это приводит к резкому сокращению срока службы аккумулятора.

Солнечные контроллеры рассчитаны на работу именно в регулярных циклических режимах заряда-разряда, поэтому напряжение защитного отключения контроллера обычно значительно выше, около 11,1-11,4 (около 1,87 В на банку 2В). Поэтому при работе защиты по напряжению контроллера, срок службы АБ можно значительно повысить.

Как же правильно подключить инвертор в системе солнечного электроснабжения, учитывая ограничения контроллера, указанные выше?

Для этого нужно подключить к выходу контроллера реле (на соответствующее напряжение постоянного тока 12, 24 или 48В и ток, не превышающий номинальный ток контроллера), с коммутирующими контактами, рассчитанными на максимальный потребляемый инвертором ток. Инвертор должен подключаться к аккумуляторной батарее через эти контакты. В такой схеме защитные функции будет выполнять контроллер заряда. Когда контроллер дает команду на отключение нагрузки из-за разряда аккумулятора, реле обесточивается и его контакты размыкают питающую инвертор цепь. Обращайтесь к нашим специалистам для получения схем подключения.

Диод — для гашения всплесков напряжения в индуктивности обмотки реле, его номинал зависит от выбранного реле. Обычно диода на 1А бывает достаточно. Силовые реле мы не продаем, поищите любые контакторы в электротехнических магазинах.

Примечание. При подключении по такой схеме контроллер не может вычислять степень заряженности АБ, поэтому, если он имеет соответствующие установки, его нужно перевести в режим работы по напряжению. Следует учитывать, что такая же ситуация имеет место и при прямом подключении инвертора к клеммам аккумуляторной батареи.
Для правильного подсчета степени заряженности нужно применять специальные измерительные шунты, которые измеряют не только ток заряда, но и ток разряда аккумуляторов. Только дорогие MPPT контроллеры имеют возможность подключения таких шунтов. В остальных случаях для получения данных по степени заряженности нужно ставить отдельный монитор АБ (см. в нашем Интернет-магазине, раздел «Дополнительное оборудование»).

Мы не рекомендуем подключать к контроллерам другие источники постоянного тока, кроме как солнечные фотоэлектрические батареи. Несмотря на то, что эти источники могут иметь похожие с солнечной батареей выходные параметры по току и напряжениям, обычно источники постоянного тока имеют гораздо более жесткую нагрузочную характеристику (и выходную мощность), чем солнечный модуль. Подключение к солнечным контроллерам других источников постоянного тока может привести к перегреву и выходу из строя контроллера. Эти источники тока ведут себя не так, как солнечные батареи, когда из выход замкнут накоротко или отключен от нагрузки. Особенно это не рекомендуется при подключении к солнечным контроллерам, которые шунтируют солнечную батарею при ШИМ. Это может привести к выходу из строя как контроллера, так и источника постоянного тока.

Ряд предлагаемых контроллеров имеет шунтовое регулирование зарядного тока (например, контроллеры Steca серии PR, старые версии контроллеров серий Solarix, Solsum и др.), т.е. при ограничении тока заряда они замыкают накоротко солнечную батарею. Если подключен другой источник постоянного тока, это может также привести к выходу из строя не только контроллера, но и этого источника тока.

Если вам нужно обеспечить дополнительный источник для заряда вашей аккумуляторной батареи, вам нужен соответствующий источнику энергии контроллер заряда, который может регулировать ток и напряжение заряда соответствующим образом. В таком случае эти зарядные устройства могут быть соединены параллельно на одну аккумуляторную батарею.

Да, многие контроллеры позволяют присоединять несколько контроллеров с солнечными батареями к одной большой аккумуляторной батареи. Однако в этом случае возможен некорректный расчет степени заряженности АБ. Обратитесь к руководству и техническим характеристикам для конкретного контроллера для выяснения особенностей параллельной работы контроллеров. Каждый контроллер должен быть соединен со своей солнечной батареей. Также, желательно, чтобы каждый контроллер соединялся с аккумулятором через отдельное защитное устройство (предохранитель или автомат постоянного тока). Если защитное устройство будет одно на все контроллеры, то при его срабатывании АБ отсоединяется от системы, и выход одного контроллера идет на выход другого, напряжение на выходах контроллеров может существенно вырасти и привести к выходу их из строя.

Если вы не специалист, при самостоятельном монтаже вашей фотоэлектрической системы консультируйтесь с профессионалами даже в вопросах, кажущихся вам ясными и простыми. Дьявол в мелочах, у нас есть приличная статистика по выходу из строя электронного оборудования при неправильном монтаже (соединения, защитные устройства, заземление и т.п.).

В общем случае нет. Номинальное напряжение солнечной батареи должно совпадать с номинальным напряжением аккумуляторной батареи. То же самое относится и к номинальному напряжению нагрузки постоянного тока.

Исключение составляет применение контроллеров заряда с MPPT с возможностью понижения напряжения. MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора, а на входе поддерживать напряжение для отбора максимальной мощности от солнечной батареи. См. ответы на вопрос по преимуществам использования MPPT контроллеров.

При этом надо учитывать, что коэффициент полезного действия такого преобразования тем ниже, чем больше разница между входным и выходным напряжением.

Следует отметить, что такие контроллеры дороже обычных ШИМ контроллеров. Использование MPPT контроллера оправдано при мощности солнечной батареи более 200 Вт. Также, MPPT контроллеры выгодно применять с модулями от 100Вт, если солнечные батареи эксплуатируются в холодных погодных условиях (как известно, при низких температурах напряжение максимальной мощности на модуле повышается, что ведет к большему разрыву между оптимальным напряжением на фотоэлектрическом модуле и напряжением на аккумуляторе).

Также, MPPT контроллеры используются для работы с модулями с нестандартным напряжением (например, тонкопленочные модули и модули для больших солнечных электростанций) — в этом случае такие контроллеры просто необходимы. Более низкая стоимость таких модулей может компенсировать более высокую стоимость MPPT контроллеров.

По мере снижения стоимости MPPT контроллеров минимальная мощность солнечной батареи, с которой их целесообразно использовать, будет снижаться. Например, у нас в продаже есть недорогие MPPT контроллеры китайского производства Tracer MPPT на ток от 10 до 45А.

Выигрыш от слежения за точкой максимальной мощности модуля составляет 15-30%.

Для каждого типа контроллеров есть свои особенности применения, которые зависят от типа, состав и режимов эксплуатации системы солнечного электроснабжения.

ШИМ контроллер имеет свои преимущества.

1. Это действительно более простое устройство, чем MPPT контроллер.

2. Напряжение стандартного модуля подобрано с учетом заряда аккумулятора. Например, для 12В аккумулятора необходимо напряжение 14,5В. Именно исходя из этого напряжения выбрано напряжение 12В солнечного модуля в точке максимальной мощности 17В. Это напряжение в идеальных условиях — освещенности 1000Вт/м2 и температуре модуля 25°С. Но дело в том, что в реальных условиях модуль нагревается и эта точка снижается до 16-16,5В. Расстояние до аккумулятора от модуля тоже обычно не 1 м, поэтому добавляются еще 1-2В на потери в проводах. Более того, обычно даже в яркий солнечный день уровень освещенности не 1000, а 700-900Вт/м2 — это дает еще до 0,5В снижения напряжения (напряжение снижается при снижении уровня освещенности не так сильно, как ток).

Вот и выходит, что в реальных условиях летней эксплуатации ШИМ контроллер работает близко к точке максимальной мощности.

3. КПД MPPT контроллера обычно ниже, чем ШИМ контроллера. В MPPT происходит преобразование напряжения и тока, а в ШИМ на основной стадии заряда СБ практически напрямую подключена к АБ и весь ток идет на заряд и питание нагрузки. Регулирование ШИМ начинается только в конце заряда, а такой режим гораздо реже, чем режим с полностью открытым ключом.

4. Из-за того, что ШИМ контроллер имеет меньшее собственное потребление, вероятность зарядить через него сильно разряженный аккумулятор больше, чем при использовании MPPT контроллера. MPPT контроллер для своего запуска требует определенных минимальных напряжения и тока, которые сильно разряженный АБ может и не выдать.

MPPT контроллер действительно дает выигрыш если напряжение модуля нестандартное. Например, сейчас много модулей для сетевых высоковольтных систем с напряжением MPP около 28В. Таким модулем не зарядишь 24В аккумулятор (см. потери выше). Поэтому при использовании такого модуля для заряда 12В аккумулятора через MPPT контроллер можно получить существенный выигрыш по энергии. Более того, такие модули обычно дешевле модулей со стандартным напряжением, поэтому разница в цене модулей может скомпенсировать более высокую цену MPPT контроллера.

Считается, что MPPT контроллер дает от 15 до 30% прибавки к выработке модуля. Поэтому действительно, нужно считать, что дешевле — докупить солнечный батарей или поставить более дорогой MPPT контроллер. При мощностях модулей менее 300-400Вт обычно более целесообразно потратить деньги на дополнительные солнечные модули, чем на более дорогой MPPT контроллер.

Увеличение выработки СБ при низких освещенностях при использовании MPPT контроллера с понижением напряжения — один из мифов. «Прибавка к пенсии» настолько мизерная, что принимать ее всерьез и усложнять систему и ее стоимость не стоит.

Реальный выигрыш при использовании MPPT контроллера можно получить в холодное время года. Если вы эксплуатируете солнечные модули круглогодично, что скорее всего MPPT контроллер будет обоснованным выбором, т.к. позволит получить больше энергии в короткие зимние часы солнечного сияния.

MPPT расшифровывается как Maximum Power Point Tracking. Слежение за точкой максимальной мощности (ТММ) солнечного модуля может дать прирост в выработке энергии примерно 15-30% по сравнению с контроллером без слежения за ТММ.

Существует несколько алгоритмов поиска точки максимальной мощности. Наиболее распространенный — когда MPPT контроллер постоянно делает итерации по произведению ток*напряжение на входе и следит, чтобы эта величина была максимальной. Тем самым отслеживается точка максимальной мощности солнечного модуля.

Напряжение на выходе MPPT контроллера равно напряжению аккумулятора. Оно зависит не от контроллера, а от уровня заряженности АБ. Естественно, ограничивается на 14,5В*n (количество 12В в цепочке).

MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора. В этом случае, токи на стороне солнечной батареи уменьшаются, поэтому можно уменьшить необходимое сечение проводов. Также, при таком режиме появляется возможность немного заряжать аккумуляторы при низкой освещенности (например, в пасмурную погоду, в начале и конце дня и т.п.). Практически все модели MPPT контроллеров, предлагаемых нами, имеют функцию преобразования напряжения солнечной батареи. Обязательно посмотрите в инструкции к контроллеру, в каких пределах может изменяться входное и выходное напряжение контроллера.

Может ли сила тока заряда (после контроллера) при разряженных АКБ превышать силу тока от СБ? Конечно, может. Мощности на входе и выходе почти одинаковы (за вычетом потерь в контроллере, это несколько процентов).

Т.к. P=U*I, при снижении U возрастает I.

Следует учитывать, что КПД преобразования MPPT контроллеров всегда ниже, чем контроллеров без MPPT. Поэтому, не всегда использование контроллера с MPPT оправдывает его высокую стоимость. Мы рекомендуем использовать MPPT контроллеры в следующих случаях:

  1. при мощности солнечных батарей более 300-500 Вт
  2. если у вас часто пасмурная погода; в этом случае вы можете использовать функцию понижения напряжения MPPT контроллера и скоммутировать модули на более высокое напряжение. Тем самым вы повысите напряжение в рабочей точке, и оно будет выше напряжения АБ даже в пасмурную погоду, что позволит заряжать АБ и при пониженных освещенностях.
  3. если ваши солнечные модули имеют нестандартное напряжение (например, аморфные или тонкопленочные модули)
  4. если ваша солнечная батарея находится на значительном расстоянии от аккумуляторных батарей — в этом случае желательно передавать энергию при более высоком напряжении и меньшем токе. Также, более высокое напряжение может быть нужно, если сечения проводов от СБ до контроллера ограниченное.

Более подробная информация по принципам работы и техническим характеристикам контроллеров с MPPT находится в соответствующем разделе.

Для правильного и полного заряда аккумуляторов необходимо изменять напряжения на различных стадиях заряда в зависимости от температуры аккумулятора.

Напряжения заряда, которые приведены в инструкциях на контроллеры, даются для 25°С. Также обычно дается величина температурной компенсации при изменениях температуры вверх или вниз от стандартной — обычно это -0,03В/°С (для 12В батареи). Минус означает, что напряжение нужно повышать при понижении температуры.

Температурная компенсация контроллеров MorningStar

Например, если температура окружающего воздуха 35°C, т.е на +10°C выше базовой температуры 25°C, то напряжение заряда на различных стадиях заряда должно быть на 10 *0.03В ниже рекомендуемого для 25°С. Поэтому, если указано напряжение 14,4В для 25°С, то при 35°С это напряжение должно быть 14,1В, а при 15С — 14,7В. Типичный график вольтодобавки для АБ напряжением 12В приведен на рисунке (источник — Morningstar Co).

Обычно в контроллерах заряда есть встроенный датчик температуры. В соответствии с его показаниями контроллер регулирует зарядные напряжения. Если АБ и контроллер находятся рядом друг с другом, то обычно этого бывает достаточно для правильного температурно-компенсированного заряда. Если же аккумуляторная батарея находится далеко от контроллера или в другом помещении (т.е. когда их температуры могут сильно отличаться), необходимо применять выносной датчик температуры аккумуляторных батарей. Во всех более-менее серьезных контроллерах есть возможность подключения внешнего датчика температуры. В маломощных и бюджетных контроллерах такой возможности может не быть.

Выбор номинального тока контроллера заряда для солнечных батарей для PWM и MPPT контроллеров имеет свои особенности, которые мы рассмотрим ниже.

1. Напряжение.
Для обоих типов контроллеров максимально допустимое напряжение не должно быть меньше напряжения холостого хода вашей солнечной батареи +20%. Запас в 20% необходим потому, что в морозную солнечную погоду напряжение на солнечной батарее будет выше, чем ее паспортные данные, замеренные при 25°С.

Необходимо учитывать, что максимальное рабочее напряжение MPPT контроллера существенно ниже, чем указанное в его характеристиках максимальное напряжение. Например, для контроллеров Outback Flexmax и Schneider Electric (бывший Xantrex) указано максимальное напряжение 150В. Однако, MPPT отслеживается до 120В, в диапазоне от 120 до 140В идет уменьшение мощности контроллера, при 140В он перестает работать, а при 150В происходит аварийное отключение. Аналогичные напряжения и для другого популярного контроллера — MorningStar TriStar MPPT. У контроллеров  SunStar MPPT диапазон MPPT до 112В, а максимальное напряжение — 120В.

2. Для выбора номинального тока контроллера нужно применять различные подходы для PWM и для MPPT контроллеров.

  • PWM контроллер выбирается просто — по току короткого замыкания солнечного модуля, желательно с минимум 10% запасом. Т.е если ток вашего модуля мощностью 100Вт в рабочей точке составляет 5,88А, ток короткого замыкания около 6,75А, то контроллер должен иметь номинальный ток не менее 7,5А. Ближайший по номиналу контроллер будет на 10А.
    Если в контроллере заряда есть еще функция контроля нагрузки, то нужно еще учитывать и ток разряда — он должен быть не более номинального тока контроллера заряда.
  • MPPT контролер выбирается по мощности. Если максимальный ток контроллера 50А и система работает при напряжении 48В, то максимальная мощность, которую может пропустить через себя контроллер — 50А*58В=2900 Вт. Эта мощность обычно указывается производителями контроллеров. Однако, к правильному расчету эта цифра имеет мало отношения. Если аккумуляторы разряжены, напряжение их будет 42-44В, при этом максимальный ток 50А будет соответствовать мощности модулей 44*50=2200 Вт. Мы рекомендуем выбирать контроллер именно так — мощность СБ делить на напряжение на АБ в разряженном состоянии. При этом неважно, что ток от СБ и на входе контроллера будет гораздо меньше — MPPT контроллер имеет способность повышать значение тока на выходе в несколько раз.

Также, учитывайте, что интенсивность солнечной радиации на поверхности земли может быть до 1300 Вт/м2, а модули замеряются при 1000 Вт/м2 — это дает еще 20-25% прибавки к мощности солнечной батареи. Конечно, такая ситуация будет в реальности очень редкая, но она возможна.

Таким образом, для правильным выбором MPPT контролера для 12 солнечных модулей мощностью 230Вт для заряда 48В аккумуляторов будет: 12*230Вт*1,25/44В = 78А, т.е. ближайший из типоразмерного ряда — 80А.

Соединять модули нужно по 3 шт., а не по 4, чтобы не превысить максимально допустимого напряжения контроллера. Причем максимальное напряжение нужно считать для зимы, обычно мы в своих расчетах принимаем температуру -25°С. При такой температуре типичный кремниевый солнечный модуль имеет напряжение холостого хода примерно на 20% выше, чем указанное в его спецификациях. Обязательно учитывайте повышение напряжение солнечной батареи при снижении температуры, иначе зимой в морозную погоду контроллер будет выдавать ошибку и вы потеряете ценные солнечные зимние часы работы вашей солнечной энергосистемы.

 

Сетевые инверторы

 Может быть такое — приехали электромонтажники из электросетей что либо ремонтировать, отключили рубильник, и в полной уверенности отсутствия напряжения полезли на столб. А там мой сетевой инвертор работает на полную мощность. Если его током не убьем, так уж точно со столба может свалится, да еще инвалидом останется

Ответ: Сетевые инверторы без наличия опорного напряжения от сети не работают. Все сетевые инверторы промышленного производства имеют защиту от подачи напряжения в сеть при отсутствии сети, называется такая фунция anti-islanding.

Поэтому ваши опасения напрасны, никого на линии током не ударит.

У этой функции есть обратная сторона — при отсутствии сети ваши солнечные батареи с сетевым инвертором тоже будут бесполезны. Если вам нужно, чтобы солнечные панели через сетевой инвертор генерировали энергию и при отсутствии сети, в вашей системе должны быть аккумуляторы и гибридный инвертор, который позволяет подключать сетевой инвертор к выходу инвертора.

В нашем ассортименте есть разные гибридные инверторы.

Днем чтобы подавалось напряжение от батареи, а ночью от центральной сети?

Да, есть, и называются они сетевые фотоэлектрические инверторы. Такие инверторы подключаются параллельно нагрузке, и на питание нагрузки в первую очередь идет энергия от солнечных батарей. Недостающее количество энергии берется от сети. Если же нагрузка потребляет меньше, чем вырабатывают солнечные модули, то излишки направляются в общую сеть. Поэтому очень важно в такой ситуации иметь счетчик, который может считать в обе стороны.

Если счетчик считает только в одну сторону, то нужно применять сетевые инверторы, которые будут уменьшать свою выработку при появлении излишков энергии, которую вы не потребляете сами.

Другой вариант — применение контроллера отдачи излишков электроэнергии в сеть WATTrouter. Этот контроллер все излишки от солнечных батарей будет направлять на нагрев воды, отопление, кондиционер или другую нагрузку, которую можно постоянно включать/выключать.  Тем самым вы будете использовать энергию от солнечных батарей наиболее эффективно.

Желательно согласовать с вашими энергосетями факт подключения сетевого инвертора. Но практика показывает, что это невозможно, т.к. энергосети не имеют регламентированного порядка подключения солнечных батарей к сетям. Поэтому достаточно показать, что вы не передаете электроэнергию в сеть, тогда вопросов со стороны энергоснабжающей организации к вам не будет.

При пропадании напряжения в сети, сетевой фотоэлектрический инвертор также перестает работать. Это связано с обеспечением безопасности при работах на линиях электропередач. В нашем ассортименте есть сетевые фотоэлектрические инверторы разных производителей. См. наш Интернет-магазин для просмотра информации по наличию и характеристиках.

Если же вы хотите, чтобы ваши солнечные батареи работали не только тогда, когда есть сеть, то вам нужен другой тип инверторов — гибридный. Такие инверторы умеют работать как параллельно с сетью, так и от аккумуляторных батарей.

Полностью гибридный инвертор — Prosolar Hybrid 3K. Основной его режим — сетевой, но при пропадании сети он также может работать как батарейный инвертор, причем с сохранением приоритета питания нагрузки от солнечных батарей.

Известно, что к некоторым моделям гибридных инверторов (ГИ) можно подключать на выход сетевые фотоэлектрические инверторы. Такое включение позволяет использовать солнечную энергию через сетевой инвертор (СИ) даже при отключении сети — опорное напряжение для СИ будет выдавать ГИ.

Следует иметь ввиду, что при таком подключении при наличии сети ГИ не может управлять работой СИ, поэтому энергия от солнечных батарей (СБ) через СИ будет потребляться в следующем порядке:

  1. в первую очередь питается нагрузка, подключенная к выходу СИ и ГИ
  2. излишки энергии идут на заряд аккумуляторов через ГИ
  3. если энергии от СИ больше, чем могут потребить нагрузка и аккумуляторы, она передается на вход гибридного инвертора.

При наличии сети и замкнутом реле передачи ГИ фактически сеть, ГИ и СИ подключены в одной точке и токи протекают в соответствии с законами электротехники — от большего потенциала к меньшему.

Это означает, что при таком включении невозможно только средствами ГИ предотвратить передачу энергии в сеть.

Многие ГИ имеют функцию отключения от сети, если аккумуляторы достаточно заряжены. В этом случае при достаточном количестве электроэнергии от СБ вход сети отключается и система фактически переходит в автономный режим. Если ГИ может управлять СИ по частоте (см. соответствующий раздел нашего сайта для более подробной информации), то при появлении излишков генерации ГИ будет плавно уменьшать генерацию СИ, или вообще его отключать (зависит от возможностей СИ). В этом режиме отдачи энергии в сеть быть не может.

ББП отключается от сети при определенном напряжении на аккумуляторах. При разряженных аккумуляторах ББП подключается к сети и до тех пор, пока напряжение снова не поднимется до верхнего заданного значения, в дневное время заряд будет происходить одновременно от сетевого инвертора и от сети. Возможны моменты, когда ни нагрузка, ни АБ не могут потребить весь ток от СИ, сеть в этом время подключена, т. к. напряжение на АБ еще не достигло порога отключения от сети, именно в эти моменты возможна отдача энергии в сеть.

Этот режим кратковременный, вероятность его мала, энергии много в сеть вряд ли уйдет. Но вероятность такая есть.

Полностью исключить передачу энергии от сетевого инвертора в сеть можно 2 способами:

  1. Использовать универсальный батарейно-сетевой инвертор — такой как Prosolar Hybrid 3К или Prosolar Combi . В таких инверторах запрет передачи энергии от СБ в сеть задается программно в настройках инвертора
  2. Использовать контроллер WattRouter, который может передавать только излишки энергии на второстепенную нагрузку — преимущественно нагревательную (водонагреватели, теплые полы, и т.п.). Если излишков энергии достаточно много, то можно часть их передавать на кондиционеры или зарядные устройства и другую второстепенную нагрузку, а точное регулирование осуществлять водонагревателем.

В настоящее время выпускаются сетевые инверторы малой мощности. У нас вы можете купить инверторы мощностью от 1000 Вт и выше. Лучшим выбором на такие мощности будет сетевой инвертор SofarSolar.

Сетевые инверторы могут наращиваться параллельно неограниченно. Сетевой инвертор вы можете включить в любую розетку в вашем доме или подключить к электрическому щитку, и сразу ваши солнечные модули будут закачивать электроэнергию вашим потребителями с высокой эффективностью. Учтите, что для работы сетевых инверторов обычно нужно повышенное напряжение — см. спецификации на инверторы. Для более мощных систем у нас на складе есть инверторы на мощности до 5 кВт, еще мощнее — на заказ.

Сетевой фотоэлектрический инвертор или гибридный инвертор с функцией отдачи электроэнергии в сеть подключается, как и все ваши потребители, только после счетчика. Вы не имеете права подключать ничего до счетчика.

Для работы сетевых инверторов сеть обязательно должна быть включена — она снабжает сетевую систему опорным напряжением. Сетевые инверторы имеют защиту от подачи напряжения в сеть при отключении сети (например, для ремонтных работ), поэтому при отключении сети генерация прекращается.

Еще нужно обязательно проверить, может ли ваш счетчик крутиться в обратную сторону. Многие современные счетчики блокируют такую возможность. Более того, современные счетчики плюсуют отданную в сеть электроэнергию к потребленной. Исключение — двунаправленные счетчики, которые могут записывать показания по генерации в сеть в отдельный регистр.

Если у вас не двунаправленный счетчик, то нужно стараться использовать всю генерируемую электроэнергию на месте. Есть также устройства, которые предотвращают отдачу излишков электроэнергии в сеть. Более подробно про них и про особенности работы солнечных электростанций параллельно с сетью электроснабжения вы можете почитать на специализированном сайте http://www.wattrouter.ru/

Фотоэлектрические системы

Нагрузка: имеется газовый энергозависимый котел 220-230 В, 50 Гц, номинальная потребляемая эл. мощность 120 Вт. Работает постоянно-круглосуточно-круглогодично. Условия — скаты крыши одноэтажного дома на юг и запад, Подмосковье. Хотелось бы, чтобы котел либо полностью питался от солнечной батареи, либо преобразованный ток через аккумуляторы или что-то ещё дополнял имеющееся напряжение в сети, которое скачет, достигая иногда значений 140-150 В (вместо 220).

Ваше суточное потребление энергии — 120*24=2,880 кВт*ч. Такое количество энергии летом вырабатывают модули мощностью около 600 Вт. Для зимы понадобится раз в 7-8 больше. 100 Вт солнечных батарей занимают около 1 м2 и стоят 11-19 тысяч рублей (в зависимости от размера модуля).

Дополнительно нужно иметь около 400 А*ч аккумулятор и синусоидальный инвертор.

«Дополнить» и исправить напряжение в сети практически невозможно, сеть — это источник энергии очень большой мощности. Можно исправить ситуацию:

  1. Установкой стабилизатора
  2. Установкой инвертора с зарядным устройством (блока бесперебойного питания), который будет переключаться с питания от сети на питание от аккумуляторов. При этом стабильное напряжение будет обеспечивать инвертор.
  3. Комбинацией п.1 и п.2
  4. Кардинальным методом по улучшению качества напряжения в сети является установка онлайн бесперебойника, в котором напряжение от сети сначала выпрямляется, а затем идет на заряд аккумулятора и питание инвертора. Качество выходного напряжения в этом случае зависит от качества инвертора.

Стабилизатор можно установить не только для котла, но и для остальной нагрузки в доме (всей или только части). Он устанавливается до ББП.

Установка такой системы будет гораздо дешевле, чем установка солнечных батарей. Тем более, что в автономной солнечной энергосистеме должно присутствовать все по п.2 плюс солнечные батареи и контроллер. Зимой солнечные батареи могут не обеспечить необходимое количество энергии, могут быть пасмурные дни, их может засыпать снегом и т.п. Если отключиться от сети, то нужно будет рассчитывать систему таким образом, чтобы она обеспечивала энергией вашу нагрузку в течение нескольких дней подряд. А это означает, что нужно умножить цифры, которые приведены в начале, на количество пасмурных/снежных дней подряд. В наши зимы это может быть коэффициент 5-10. При размещении солнечных модулей не на южном, а на восточном и западном скатах, выработка солнечного электричества сокращается примерно на 30%.

В конце концов, вы всегда можете дополнить вашу резервную систему солнечными батареями. При использовании качественных инверторов энергия от солнечных батарей никогда не будет пропадать зря, вы сможете всегда использовать ее для питания части вашей нагрузки в доме. Например, летом, когда солнечной энергии много, это могут кондиционеры.

Сколько примерно это будет стоить? И какую энергию ориентировочно он вырабатывает в сутки?

Типичная ошибка — заказывать мощность солнечной батареи равной пиковой мощности потребления. Это не правильно. При расчете фотоэлектрической или ветроэлектрической системы есть особенности по сравнению с выбором жидкотопливного генератора.

Мощность солнечной батареи выбирается исходя из требуемой выработки энергии (обычно суточной). Также, исходя из этих требований, выбирается емкость аккумуляторной батареи. Под мощность нагрузки выбирается мощность инвертора. Поэтому, если у вас небольшое потребление, а пики кратковременны, то мощность солнечной батареи может быть намного меньше мощности вашей нагрузки. Например, вы можете иметь в системе солнечный модули 100 Вт и инвертор 2 кВт и иметь возможность кратковременного снабжения энергией вашей нагрузки мощностью до 2 кВт.

Стоимость фотоэлектрической солнечной станции равна примерно 8-10 долларов за 1 Вт пиковой мощности. Эта стоимость обычно включает стоимость самой солнечной батареи, аккумуляторной батареи и инвертора. Таким образом, солнечная станция мощностью 2 кВт будет стоить около 20000 долларов США.

Стоимость монтажа составляет около 20% от стоимости оборудования.

Для примерной оценки размеров и выработки энергии фотоэлектрической электростанцией, можно ориентироваться на следующие цифры.

  1. 1 кВт солнечных батарей занимает около 10 м2 и вырабатывает летом около 5 кВт*ч электроэнергии. В другие сезоны года выработка будет снижаться пропорционально приходу солнечной радиации. Зимой это значение для умеренной полосы будет в среднем в 5-6 раз меньше, чем летом.
  2. Для увеличения выработки зимой нужно изменять угол наклона солнечных батарей, тогда разница между летней и зимней выработкой может уменьшится до 3-4 кратной.
  3. Стоимость 1 кВт солнечных батарей составляет около 100-140 тысяч рублей (в ценах на начало 2012 года)
  4. Стоимость аккумуляторов и инвертора составляют в общей стоимости системы около 30-40%.

Для надежного электроснабжения необходимо резервирование другим источником энергии (ветроустановка и/или жидкотопливный генератор). В противном случае, вам нужно увеличивать мощность солнечных батарей и емкость аккумуляторов кратно требуемому количеству пасмурных дней подряд. В большинстве случаев гораздо дешевле купить и содержать дополнительный резервный генератор, чем увеличивать мощность солнечной системы.

Площадь кровли (выполнено из оцинкованного профлиста) примерно 2 200кв.м (36х63) если да, то его приблизительная стоимость?

Технически все возможно. Вот только решение ваше будет неизвестно какое.

1 м2 дает 100 Вт и примерно 0,5 кВт*ч в сутки.Стоит 1 м2 солнечных батарей примерно 14-18 тысяч рублей. Нагрузка на крышу — около 15 кг/м2.
Стоимость соединенных с сетью (grid-tie) инверторов 0,7-1 Евро за ватт установленной мощности.

СБ выбирается по требуемому количеству электроэнергии, или по доступной площади крыши. Соединенные с сетью инверторы — по максимальной мощности солнечных батарей.

Этих данных достаточно, чтобы сделать приблизительные расчеты.

Вопрос: в периоды больших значений плотности солнечного излучения (в районе полудня) напряжение холостого хода принимает значение около 18В. Правильно ли я понимаю, что модуль в это время отключен контроллером и работает в холостом режиме, т.е. потребители (приборы) не получают вырабатываемую электроэнергию???

Если вы внимательно читали инструкцию к контроллеру, то должны были заметить что без аккумулятора система не работает.

Холостой ход СБ может быть и 21 В (см. данные на модуле).

Однако, подключенная параллельно АБ играет роль буфера. При этом рабочая точка модуля сдвигается в область напряжений АБ.

Только когда напряжение на АККУМУЛЯТОРЕ достигнет 14.5В, модуль начинает постепенно отключаться (в вашем контроллере заложена широтно-импульсная модуляция тока заряда на завершающей стадии заряда), и зеленый светодиод начинает сначала медленно, а потом быстро мигать.

Если одновременно идет отбор мощности потребителями, напряжение на АБ не может быть таким высоким, поэтому нагрузка питается как от СБ, так и от АБ.

При высокой частоте отключения СБ при работе ШИМ контроллера, среднее напряжение на входе контроллера действительно может быть выше, чем на аккумуляторе. Это нормально. Главное, чтобы контроллер обеспечивал максимальное напряжение на аккумуляторе не более 14.5-15В (в зависимости от температуры аккумулятора и его типа).

Если у вас контроллер с ЖК-экраном, и вы смотрите через него напряжение на солнечном модуле (не вольтметром), то он может показывать или напряжение холостого хода модуля, или среднее напряжение на модуле в режиме ШИМ регулирования. Попробуйте померить вольтметром напряжение на входе контроллера и сравнить его с показанием контроллера.

В видеокамерах обычно применяются никель-кадмиевые или никель-металгидридные аккумуляторы с напряжением 7,2 В и емкостью до 2,6 А/ч.
Для заряда таких АБ необходима фотоэлектрическая батарея мощностью 5-13 Вт (зависит от емкости АБ и времени заряда). Также, нужен контроллер заряда, отключающий солнечную батарею от аккумулятора при достижении 8,5 В.
Номинальное напряжение СБ может быть 12 В, но лучше 9 В. Обычно, фотоэлектрические батареи имеют рабочее напряжение 12 В, что при заряде АБ при напряжении около 8 В немного снижает КПД солнечной батареи.
Для заряда таких аккумуляторов требуется специальное зарядное устройство, которые будет преобразовывать 12-20 В от солнечного модуля в требуемое напряжение на аккумуляторе. Мы такие зарядные устройства не продаем, но вы можете использовать автомобильные адаптеры для ваших аккумуляторов — наверняка они есть как аксессуары для вашей камеры.

В нашем ассортименте есть модули с двусторонней чувствительностью. Такие модули могут вырабатывать энергию при освещении как с передней, так и с тыльной стороны. Мощность, вырабатываемая с тыльной стороны, бывает ниже в 2 раза, но реально бывают разбросы. Обычно, мощность такого модуля в паспорте обозначают через двойную цифру — например, 180/90, 90/50, 180/150 и т.п. При этом первая цифра означает пиковую мощность фронтальной стороны, вторая — задней стороны. Эти цифры получены при стандартных условиях измерения (освещении модулей светом интенсивностью 1000 Вт/м2, при температуре модуля 25С).

Естественно, в реальных условиях невозможно осветить модуль с обеих сторон одинаково. Поэтому, невозможно получить от модуля мощность, равную сумме мощностей фронтальной и тыльной сторон. И, конечно, мощность тыльной стороны никогда не считается в стоимости модуля и не увеличивает его цену, эта особенность идет бесплатным бонусом.

Реально добавку к выработке модуля от тыльной стороны можно получить за счет использования отраженного света. Если сзади модуля есть светлые поверхности, на которые падает свет (например, снег, светлый песок, светлая крыша и т.п.), то отраженный свет будет попадать на заднюю поверхности и увеличивать выработку энергии таким модулем. В реальных условиях добавка к выработке может достигать 15% (эта цифра получена на фотоэлектрической станции при отражении от светлого песка). Конечно, добавка энергии будет меньше, если отраженного света немного.

Часто задают вопрос, будет ли добавка, если положить такие модули на светлую наклонную крышу. Ответ — практически нет, т.к. на крышу за модулем свет может попасть только через щели между солнечными элементами. Другое дело, если модули стоят на плоской светлой крыше на специальных монтажных конструкциях и от крыши свет может попадать на заднюю поверхность — тогда прибавка может быть 10-15%.

От воды отражение тоже может быть, но оценить его величину и, соответственно, добавку к выработке модуля, очень сложно.

Планирую его заряжать 1 фотоэлектрическим модулем 120 ватт (в перспективе поставлю еще один ФЭМ) и приобрести ветрогенератор на 500 ватт. Достаточно ли мне будет 1-го аккумулятора на 200 А*ч?

Все зависит от вашего потребления энергии, а не от аккумулятора. В типичном случае 120 Вт достаточно летом в солнечную погоду для питания освещения, радио и небольшого телевизора на даче или другом удаленном от централизованных электросетей объекте. Если добавите то, что собираетесь — то будет достаточно и для питания небольшого дачного дома, — хотя, конечно, все зависит от ресурса ветра в вашем месте установки ветрогенератора.

Но повторяю, в вашем «уравнении» не хватает еще одного неизвестного (потребления энергии), поэтому дать точный ответ на ваш вопрос невозможно.
Если у вас выработка энергии модулем будет всегда больше потребления, то вы сможете заряжать ваш аккумулятор полностью практически всегда.

При подборе солнечной батареи для аккумулятора можно руководствоваться простым правилом — на каждый ампер-час емкости 12В аккумулятора должно приходиться 0,7-1,5 ватт мощности солнечного модуля. Если у вас будет еще другой источник энергии — ветрогенератор, например,- то необходимую мощность солнечных модулей можно уменьшить.

В любом случае, рекомендую обратиться к нам за правильным расчетом и подбором оптимального состава оборудования для вашей автономной или резервной энергосистемы.

К сожалению, погружные насосы на постоянный ток в России не продаются. (если кто знает, дайте ссылку)

Вашего модуля 30 Вт, скорее всего, не хватит на полноценную работу глубинного насоса. Хотя, это конечно зависит от напора и расхода.

Система будет состоять из солнечной батареи, аккумулятора, контроллера заряда, инвертора и собственно погружного насоса. В последнее время появились специальные солнечные инверторы для насосов, которые могут работать без аккумуляторов (в этом случае и контроллер заряда не нужен).

Не рекомендуется использовать мембранные насосы типа Малыш или Ручеек. У них КПД в режиме работы от инвертора очень низкий. Например, у насоса «Малыш» паспортная мощность 250-280 Вт, а потребляет он от инвертора почти 800 Вт. Разница — это реактивная мощность, которая при работе от сети возвращается в сеть. А при работе от аккумуляторов через инвертор — не может возвратиться обратно в аккумуляторы.

Поэтому мы рекомендуем более дорогие импортные погружные насосы с электродвигателями в качестве привода насосов. Затраты на насос с лихвой окупятся уменьшением необходимой мощности СБ, инвертора и емкости АБ.

Под заказ мы привозим солнечные насосные системы, содержащие солнечные батареи, специальные погружные насосы и блок управления. Делайте запросы по электронной почте (см. адрес внизу каждой страницы нашего сайта).

От модуля 30Вт будет работать только небольшой насос с напором до 3-7м и небольшим расходом. Мы такие обычно используем в качестве циркуляционных в солнечных системах горячего водоснабжения.

И возможно ли это?

Вопрос поставлен некорректно.

Для расчета системы электроснабжения необходимо знать суточные и месячные графики энергопотребления. Также нужно знать максимальную мощность нагрузки (не путать с суммой установленных мощностей всех потребителей!).

На основе этих данных определяется состав и примерно рассчитываются параметры системы электроснабжения на базе возобновляемых источников энергии.

Для такой мощности, как вы указали, система скорее всего будет гибридная.

Для справки — с одного м2 фотоэлектрических модулей в полдень солнечного ясного дня можно получить около 120-150 Вт. Стоимость одного пикового ватта фотоэлектрических модулей — от 1 у.е. По этим данным вы можете посчитать площадь и стоимость солнечной батареи.

Также система обязательно должна включать в себя аккумуляторные батареи и силовую электронику. В среднем это еще плюс 2-5 у.е. за ватт установленной мощности.

Стоимость монтажа может составлять от 10 до 25% от стоимости оборудования.

Сколько будет стоить покупка, установка и обслуживание оборудования солнечных батарей для следующей нагрузки: имеется газовый энергозависимый котел, 220-230 В, 50 Гц, номинальная потребляемая эл. мощность 120 Вт. Работает постоянно-круглосуточно-круглогодично. Условия- скаты крыши одноэтажного дома на юг и запад, Подмосковье. Хотелось бы, чтобы котел либо полностью питался от солнечной батареи; либо преобразованный ток через аккумуляторы или что-то ещё дополнял имеющееся напряжение в сети, которое скачет, достигая иногда значений 140-150 В (вместо 220).

Ваше суточное потребление энергии — 120*24=2,880 кВт*ч. Такое количество энергии летом вырабатывают модули мощностью около 600 Вт. Для зимы понадобится раз в 7-8 больше. 100Вт солнечных батарей занимают около 1 м2 и стоят 11-19 тысяч рублей (в зависимости от размера модуля).

Дополнительно нужно иметь около 400 А*ч аккумулятор и синусоидальный инвертор.

«Дополнить» и исправить напряжение в сети практически невозможно — сеть это источник энергии очень большой мощности. Можно исправить ситуацию:

1. Установкой стабилизатора
2. Установкой инвертора с зарядным устройством (блока бесперебойного питания), который будет переключаться от питания от сети на питание от аккумуляторов. При этом стабильное напряжение будет обеспечивать инвертор.
3. Комбинацией п.1 и п.2
4. Кардинальным методом по улучшению качества напряжения в сети является установка онлайн бесперебойника, в котором напряжение от сети сначала выпрямляется, а затем идет на заряд аккумулятора и питание инвертора. Качество выходного напряжения в этом случае зависит от качества инвертора.

Cтабилизатор можно установить не только для котла, но и для остальной нагрузки в доме (всей или только части). Он устанавливается до ББП.

Установка такой системы будет гораздо дешевле, чем установка солнечных батарей. Тем более, что в автономной солнечной энергосистеме должно присутствовать все по п.2 плюс солнечные батареи и контроллер. Зимой солнечные батареи могут не обеспечить необходимое количество энергии, могут быть пасмурные дни, их может засыпать снегом и т.п. Если отключиться от сети, то нужно будет рассчитывать систему таким образом, чтобы она обеспечивала энергией вашу нагрузку в течение нескольких дней подряд. А это означает, что нужно умножить цифры, которые приведены в начале, на количество пасмурных/снежных дней подряд. В наши зимы это может быть коэффициент 5-10. При размещении солнечных модулей не на южном, а на восточном и западном скатах, выработка солнечного электричества сокращается примерно на 30%.

В конце концов, вы всегда можете дополнить вашу резервную систему солнечными батареями. При использовании качественных инверторов энергия от солнечных батарей никогда не будет пропадать зря, вы сможете всегда использовать ее для питания части вашей нагрузки в доме. Например, летом, когда солнечной энергии много, это могут кондиционеры.

Хочу экономить деньги и иметь собственную электростанцию

Ваше желание иметь собственную экологически чистую электростанцию похвально. Технически то, чего вы хотите, вполне реализуемо.

Для этого вам понадобятся солнечные батареи, аккумуляторы, контроллер заряда для СБ, блок бесперебойного питания (инвертор с зарядным устройством) и резервный генератор на бензине или дизельном топливе.

Однако, с экономической точки зрения отключаться от сети нецелесообразно. Даже несмотря на отсутствие у вас симпатии к местным энергосетям, вы вряд ли решитесь отказаться от их услуг, когда посчитаете стоимость автономной системы и стоимость получаемой электроэнергии. Только кажется на первый взгляд, что солнечные батареи будут вырабатывать в ближайшие 30 лет бесплатную энергию. В автономной системе нужно будет регулярно, раз в 5-8 лет, менять аккумуляторы — что делает их дорогостоящей частью системы.

С учетом капитальных вложений и эксплуатационных затрат, в настоящее время стоимость электроэнергии от солнечной электростанции будет превышать стоимость кВт*ч от централизованных электросетей в 2-5 раз. Согласны ли вы платить дороже для получения независимости?

Мы бы рекомендовали вам не отключаться от сетей, а уменьшить потребление от сети за счет солнечных батарей. Для этого вам понадобятся солнечные батареи и сетевые фотоэлектрические инверторы. Стоимость электроэнергии от такой системы почти равна стоимости электроэнергии от сетей. А в будущем, с учетом повышения цен на электроэнергию, вы однозначно будете экономить деньги, ведь срок службы вашей системы — не менее 30 лет.

Есть некоторые нюансы при установке такой системы. Без оформления разрешения в местных сетях нужно следить за тем, чтобы генерация от солнечных батарей не превышала ваше потребление. Иначе вы будете снабжать электроэнергией ваших соседей, а деньги за это будут получать электросети.

Прошу вас дать примерный расчет по оборудованию пятиэтажного офисного здания солнечными батареями объемом потребления в дневное время суток 10-15 кВт, а в ночное время 1-3 кВт.Стоимость самого оборудования и работы по установке?

В вашем случае нужно ставить соединенную с сетью фотоэлектрическую систему мощностью 10-15 кВт. 1 кВт занимает площадь около 8 м2. У вас есть такая площадь крыши, ориентированная на юг?

Стоимость оборудования по текущим ценам (2017 г.) составляет около 2.5 долларов за пиковый ватт системы. Стоимость установки и пусконаладки — около 20% от стоимости оборудования, зависит от сложности монтажа.

Для любой сетевой системы нужно получать разрешение от местных энергосетей, или гарантировать, что ваше потребление в любой момент времени будет более или равно выработке солнечных батарей.

В ночное время солнечные батареи энергию не вырабатывают, поэтому ночью рекомендуем питаться от сети. Тем более, что обычно ночью тариф в несколько раз меньше, чем днем.

мощностью 5 или 9 квт, если можно, пожалуйста обьясните как это сделать, и сколько будет стоить вся система?

Теоретически можно. Практически нет.

Во-первых, электричество от фотоэлектрических батарей стоит дорого. Для того, чтобы питать котел мощностью 5 кВт круглые сутки, Вам нужно 120 кВтч в сутки электроэнергии. Учитывая, что в среднем летом на 1 кв. м поверхности приходит 4-5 кВтч солнечной энергии, а также принимая КПД системы около 8% (с учетом всех потерь), получим, что Вам нужно будет около 300 м2 солнечных батарей. Учитывая, что 1 кв.м СБ дает около 100 Вт пиковой мощности при цене 3,5-4 у.е. за пиковый Ватт, такая батарея будет стоить более 100000 у.е. Добавьте еще сюда стоимость АБ и других элементов системы.

Во-вторых, приведенные расчеты верны для лета. А зимой приход солнечной радиации в 3-5 раз меньше. Да и солнечных дней в нашей полосе не так уж и много. Так что считайте сами, какое поле фотоэлектрических модулей Вам нужно будет для электродного котла мощностью 5 кВт.

Поэтому фотоэлектрические модули используются ТОЛЬКО для получения электричества в труднодоступных местах с приходом солнечной радиации в среднем от 3,5 кВтч в сутки.

Для получения тепла используются солнечные коллекторы, в которых солнце нагревает теплоноситель (воду или антифриз), а затем это тепло используется для предварительного нагрева теплоносителя в системе отопления. В этом случае Вы можете использовать как электродные котлы, так и котлы на газе или жидком топливе. При этом, чем больше солнечных дней зимой, тем больше экономия электроэнергии или топлива. Такие системы окупаются за сравнительно короткий срок (от одного года).

Очень часто недобросовестные или неквалифицированные продавцы предлагают купить 1 модуль RZMP-220 (или другой подобный с 60 солнечными элементами в модуле) и простой ШИМ контроллер для заряда 24В аккумулятора. При этом, они ссылаются на то, что напряжение в рабочей точке, указанное в характеристиках модуля, равно 28-29В, а максимальное — 37В, что якобы достаточно для заряда 24В аккумуляторов.

Однако, на самом деле этого напряжения недостаточно. Модули RZMP-220 предназначены для работы в высоковольтных системах. В них применено 60 солнечных элементов вместо необходимых для 24В модуля 72 элементов. Снижение количества элементов до 60 позволило улучшить технологичность изготовления модуля и его цену. Заниженное напряжение модуля не имеет особого значения при работе с сетевыми фотоэлектрическими инверторами или MPPT контроллерами, но при использовании для заряда аккумуляторов есть определенные особенности.

Как известно, стандартное напряжение фотоэлектрических модулей учитывает потери напряжения при нагреве модуля, при снижении уровня солнечной освещенности, а также потери в проводах. Поэтому, напряжение рабочей точки для стандартного 24В модуля равно 34В. Это позволяет гарантированно обеспечить необходимые для АБ 29-29,5В при работе в реальных условиях эксплуатации, когда падение напряжения может составлять 3-5В.

На выходе же модуля RZMP-220 в тех же условиях будет около 24-25В, что явно недостаточно для полного заряда 24В аккумулятора.

Таким образом, получается, что экономия на модуле и контроллере приводит к скорой потере аккумулятора, который обычно стоит гораздо больше, чем вы сэкономили на дешевом модуле и ШИМ контроллере.

Один модуль RZMP-220 можно применять только для заряда 12В аккумуляторных батарей, при этом необходим MPPT контроллер на ток не менее 20А. Если же у вас система 24В, то для заряда АБ вам необходим модуль со стандартным напряжением 24В с 72 солнечными элементами. Контроллер может быть как ШИМ, так и MPPT.

Примерный расчет таков — на 1 м2 в полдень приходит максимум 1000 Вт солнечной энергии. КПД станции равен около 10% (15% СБ, 85% инвертор, 10-20% на все остальные потери).

Поэтому необходимая площадь модулей для 50 кВт будет около 500 м2. Стомость ФЭС (включая все составляющие) — около 10 USD за ватт пиковый (т.е. около 0,5 млн. долларов США).

Стоимость солнечной электростанции можно снизить и за счет введения в систему жидкотопливного генератора. В этом случае можно уменьшить до минимума мощность солнечной батареи, а недостающую энергию получать от генератора. Часть энергии будет обеспечиваться солнечной станцией, а покрытие пиковой нагрузки и резервное электроснабжения — за счет дизельной электростанции.

Если есть ветер, то можно также предусмотреть ветроустановку.

Оптимальный выбор оборудования для мощной фотоэлектрической станции могут сделать только специалисты. Обращайтесь к нам по емайл или через специальную форму Заявки на расчет системы электроснабжения

На даче будут работать одновременно 25 ламп, 2 холодильника, 1 утюг, телевизор, 3 кондиционера, магнитофон и музыкальный центр. На даче сети нет и ее подведение невозможно.

Создание такой системы возможно, но она будет мощностью далеко не 0,5 кВт. По грубому подсчету, перечисленная Вами нагрузка тянет примерно на

  • лампы 25*15Вт ( люминесцентная лампа) = 375 Вт
  • 2 холодильника — потребление около 2,5 кВтч/сутки, максимальная мощность двигателя — около 900 Вт * 2 = 1800 Вт
  • 3 кондиционера — принимаем кондиционер мощностью 3 кВт для охлаждения помещения площадью до 30 м2. в зависимости от типа, пусковая мощность кондиционеров доходит до 3-4 кВт, постоянно потребляется около 800 Вт.
  • магнитофон и муз центр — тоже зависит от мощности, в среднем — 500 Вт.
  • утюг — 1-2 кВт

Получается, что Вам нужен будет инвертор мощностью не менее 7 кВт, возможны перегрузки до 3 раз.

Для проектирования системы нужно знать, сколько по времени будут работать эти потребители энергии.

Вы можете примерно рассчитать фотоэлектрическую систему на нашем сайте, используя форму расчета на http://www.solarhome.ru/photovoltaic/pv_calc.htm

Описание порядка расчетов — на http://www.solarhome.ru/pv/pvsizing.htm

То есть при потреблении сетью дома, но при нехватке, подключение к общей сети, или надо разделять по группам? И насколько надежное оборудование, ведь переключения могут происходить довольно часто?

Если вы хотите питать от солнечных батарей ВСЮ нагрузку в доме, то для того, чтобы исключить передачу в общую сеть (до счетчика), нужно ставить ББП сразу после счетчика. Контроллеры СБ или сетевые инверторы подключаются после этого ББП. ББП будет запрещать (или разрешать) передачу излишков энергии в сеть, а также снижать потребление от сети, если СБ могут полностью или частично питать нагрузку. Наше оборудование не отключается полностью от сети при наличии солнечной энергии (хотя такой режим тоже возможен при использовании оборудования Xtender), а уменьшает потребление от сети. Поэтому переключений как таковых нет, все регулируется электроникой.

При такой схеме вам нужно иметь ББП мощностью, обеспечивающей весь дом.

Если вы можете разделить нагрузку на важную и не важную (которая может не работать при перебоях в сети), то можно уменьшить требования к ББП и прочему оборудованию. Но в этом случае, если вы запрещаете передачу излишков энергии в сеть, ваши излишки энергии, не потребленные «важной» нагрузкой, будут сначала направляться на заряд АБ, а потом теряться.

Дополнительная информация здесь
Солнечная поддержка сети
Соединенные с сетью сиcтемы
Методы построения систем

Краткий ответ: нет.

Подробный ответ.
Для точного ответа на ваш вопрос нужно знать не количество этажей, а потребление энергии в вашем доме.
Самый главный вопрос — для чего вы хотите использовать солнечные батареи? Если хотите сэкономить на расходах на электроэнергию — это у вас не получится. Экономить можно только на горячем водоснабжении от солнечных коллекторов (но и в этом случае нужно знать что является альтернативным источником энергии).

1. Электроснабжение. Теоретически возможно, практически очень дорого. В лучшем случае можно использовать солнечные батареи, работающие параллельно с сетью — тогда, учитывая рост цен на электроэнергию, вы сможете окупить стоимость солнечных батарей и оборудования в обозримом будущем (лет за 10 при существующих ценах на электроэнергию)

2. Горячая вода — вполне возможно и экономически выгодно. Следует учитывать, что солнечные коллекторы будут основным источником летом и дополнительным зимой.

3. Отопление. Эффективность зависит от региона использования. Если это Восточная Сибирь и Дальний Восток России, где зимой приход солнечной радиации больше, чем летом — то вполне возможно обеспечить заметную часть тепловой энергии от вакуумных солнечных коллекторов. Если это европейская часть России — эффективность будет гораздо ниже. В любом случае, обязательно нужно иметь основной источник тепла. который будет обеспечивать отопление ночью и в периоды не солнечной погоды. Только солнечными коллекторами обеспечить даже поддержание температуры на уровне 0С невозможно.

Солнечная фотоэлектрическая система для автономного дома состоит из:

  1. солнечной батареи (фотоэлектрических модулей) необходимой мощности, смонтированных на крыше или специальной конструкции
  2. аккумуляторной батареи необходимой емкости (зависит от потребляемой энергии и требуемого времени автономной работы без подзарядки)
  3. контроллера заряда-разряда АБ (может быть совмещен с инвертором или ББП)
  4. блока бесперебойного питания (ББП) или инвертора
  5. резервного источника электропитания (бензо- или дизельэлектрического генератора)
  6. зарядного устройства для подзаряда АБ от жидкотопливного генератора (может быть встроено в ББП)
  7. необходимого коммутационного, индикаторного оборудования и соединительных кабелей и системы заземления

Стоимость монтажа зависит от расположения объекта и сложности работ. Стоимость монтажа оборудования, кроме солнечных батарей, обычно составляет около 15-20% от стоимости оборудования. Стоимость монтажа и коммутации солнечных батарей зависит от сложности монтажа и обычно составляет 20-30% от стоимости солнечных батарей.

Как видите, стоимость системы «под ключ» зависит от многих параметров, поэтому такую информацию мы рассчитываем конкретно для каждого объекта.

Для справки — примерные стоимости на некоторые комплектующие:

  1. фотоэлектрические модули — от 0.5 до 1 USD за пиковый Вт
  2. АБ — около 2 USD за 1 А*ч емкости батареи 12 В
  3. инвертор — в зависимости от производителя, качества и функций цена колеблется от 0,15 до 1,5 USD за ватт номинальной мощности
  4. контроллер заряда — от 10 USD

Новым типом солнечной электростанции является соединенная с сетью безаккумуляторная система. Такие системы — самые распространенные в развитых странах. Стоимость системы, работающей параллельно с сетью состоит из стоимости солнечных модулей (см. выше) и специального сетевого фотоэлектрического инвертора (стоимость за ватт — около 0,1-0,5 USD).

Если Вы рассчитали солнечную электростанцию с пиковой мощностью фотоэлектрических модулей, например, 1 кВт, и Вы ожидаете, что то Вы на выходе солнечной батареи получите энергию в 1 кВт в течение светового дня, то Вы ошибаетесь.

На самом деле энергии (и мощности) будет меньше.

Номинальная мощность фотоэлектрических модулей, указанная на модуле, соответствует интенсивности солнечного излучения 1000 Вт на квадратный метр и температуре окружающего воздуха 25С. Это стандартные условия измерения параметров фотоэлектрических элементов и модулей, принятые во всем мире.

Реально же в яркий солнечный день в умеренных широтах интенсивность будет в пределах 600-850 Вт/м2. Соответственно, прямо пропорционально уменьшается вырабатываемый солнечной батареей ток. Напряжение также снижается, но незначительно.

Второй, не менее важный момент — при повышении температуры, эффективность фотоэлектрических элементов снижается. Типовые характеристики зависимости параметров фотоэлектрические элементов от их температуры Вы можете посмотреть в разделе нашего сайте по солнечным батареям.

Еще один момент — пиковая мощность фотоэлектрического модуля указывается для точки максимальной мощности. Для 12-ти вольтового модули при 1000 Вт/м2 точка максимальной мощности соответствует 17 В. При реальных условиях (яркое солнце) эта точка смещается примерно до 15 В. Напряжение же в Вашей системе может быть от 12 до 14,5 В, в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи.

Добавьте сюда потери при заряде-разряде АБ и потери в инверторе и соединительных проводах постоянного тока (на стороне переменного тока при напряжении 220 В потерями можно пренебречь).

Таким образом, реальная мощность солнечной станции будет примерно на 20-30% меньше ее пиковой мощности. Это нужно учитывать при расчете солнечной электрической системы.

Предположим, у вас есть фотоэлектрический модуль на 12В, контроллер заряда и аккумулятор, который вы хотите разряжать максимум на 50%, даже если будут 3 пасмурных дня подряд.

Мы рекомендуем рассчитывать солнечную батарею так, чтобы она производила около 130% от требуемого суточного потребления. При расчетах нужно брать данные производителя при стандартных тестовых условиях (1000 Вт/м2 и 25°С). Большую часть времени СБ будет работать при температуре 40 и более градусов, и это приведет к снижению выработки на 15-25% в период с весны по осень.

В реальных условиях обычно хозяева системы стараются снижать потребление во время длительной облачной и пасмурной погоды и после нескольких пасмурных дней подряд, для того чтобы дать зарядиться разряженным аккумуляторам.

Если ваша система не позволяет снижать потребление в эти периоды, необходимо увеличить мощность солнечных модулей и емкость аккумуляторов из расчета на 150% от суточного потребления. Более того, на практике почти все автономные системы имеют в своем составе резервный жидкотопливный генератор, который изредка может включаться для заряда АБ зимой и в периоды продолжительной пасмурной погоды.

Типичная ошибка — заказывать мощность солнечной батареи равной пиковой мощности потребления. Это не правильно. При расчете фотоэлектрической или ветроэлектрической системы есть особенности по сравнению с выбором жидкотопливного генератора.

Мощность солнечной батареи выбирается исходя из требуемой выработки энергии (обычно суточной). Также, исходя из этих требований выбирается емкость аккумуляторной батареи. Под мощность нагрузки выбирается мощность инвертора. Поэтому, если у вас небольшое потребление, а пики кратковременны, то мощность солнечной батареи может быть намного меньше мощности вашей нагрузки. Например, вы можете иметь в системе солнечный модули 100 Вт и инвертор 2 кВт и иметь возможность кратковременного снабжения энергией вашей нагрузки мощностью до 2 кВт.

Наши специалисты помогут вам правильно рассчитать систему и оптимально выбрать оборудования в зависимости от ваших потребностей в электроэнергии и режимов потребления.

Остальные Вопросы и ответы…