Фотоэлектричество

Солнечные батареи

Нас часто спрашивают о возможности параллельного соединения разнонаправленных солнечных батарей на один солнечный контроллер и о назначении диодов Шоттки в клеммных коробках солнечных модулей. Дискуссия и ответы на эти вопросы — в нашей теме на форуме Вопрос о влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров

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? И зачем диоды в клеммной коробке солнечной панели?

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.

Соединенные последовательно модули должны находиться в одинаковых по освещённости условиях. В противном случае, общий ток цепочки модулей будет равен току самого слабо освещённого модуля.

При совершенно разных режимах работы модулей (например, расположение на разных скатах крыши, или установка под разными углами), рекомендуется разбить их на группы с одинаковой освещенностью и соединить каждую группу к своему контроллеру заряда.

Выходы контроллеров можно объединить на общем аккумуляторе, только обязательно каждый контроллер присоединять через свое защитное устройство (автомат или предохранитель), чтобы при отключении от аккумулятора напряжение с выхода одного контроллера не подавалось на выход другого. Т.к. современные контроллеры определяют рабочее напряжение в системе по напряжению на аккумуляторе, отсоединение аккумулятора может привести к сбою в работе контроллеров и их повреждению.

Часто спрашивают, для чего в солнечном модуле применены диоды, расположенные в клеммной коробке. Ошибочно считать, что эти диоды предотвращают «обратный ток» через солнечный модуль и разряд аккумулятора ночью. Это не так.

Во-первых, солнечные элементы по природе своей являются диодами, и имеют сравнительно небольшой обратный ток (от обычного диода они отличаются площадью p-n перехода, ну и тем, что этот переход доступен солнечному свету).

Во-вторых, солнечные модули обычно подключаются к аккумуляторной батарее через контроллер заряда. Этот контроллер предотвращает (по крайней мере должен, если это нормальный контроллер) обратный ток через солнечную батарею.

Диоды в солнечной панели ставят в панелях с несколькими цепочками, т.е. с количеством элементов более 18 для того, чтобы шунтировать частично затенённые цепочки. В обычном 24В модуле 72 элемента разделены на 3 цепочки. В модулях с 60 элементами они также разделены на 3 цепочки.

Затененная часть модуля практически выключается из работы. Диоды позволяют оставить в работе незатененные части путем их шунтирования. Это особенно важно, если солнечные модули соединены в высоковольтные цепочки для подключения к фотоэлектрическим инверторам.

Солнечные батареи

Нас часто спрашивают о возможности параллельного соединения разнонаправленных солнечных батарей на один солнечный контроллер и о назначении диодов Шоттки в клеммных коробках солнечных модулей. Дискуссия и ответы на эти вопросы — в нашей теме на форуме Вопрос о влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров

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? И зачем диоды в клеммной коробке солнечной панели?

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.

Соединенные последовательно модули должны находиться в одинаковых по освещённости условиях. В противном случае, общий ток цепочки модулей будет равен току самого слабо освещённого модуля.

При совершенно разных режимах работы модулей (например, расположение на разных скатах крыши, или установка под разными углами), рекомендуется разбить их на группы с одинаковой освещенностью и соединить каждую группу к своему контроллеру заряда.

Выходы контроллеров можно объединить на общем аккумуляторе, только обязательно каждый контроллер присоединять через свое защитное устройство (автомат или предохранитель), чтобы при отключении от аккумулятора напряжение с выхода одного контроллера не подавалось на выход другого. Т.к. современные контроллеры определяют рабочее напряжение в системе по напряжению на аккумуляторе, отсоединение аккумулятора может привести к сбою в работе контроллеров и их повреждению.

Часто спрашивают, для чего в солнечном модуле применены диоды, расположенные в клеммной коробке. Ошибочно считать, что эти диоды предотвращают «обратный ток» через солнечный модуль и разряд аккумулятора ночью. Это не так.

Во-первых, солнечные элементы по природе своей являются диодами, и имеют сравнительно небольшой обратный ток (от обычного диода они отличаются площадью p-n перехода, ну и тем, что этот переход доступен солнечному свету).

Во-вторых, солнечные модули обычно подключаются к аккумуляторной батарее через контроллер заряда. Этот контроллер предотвращает (по крайней мере должен, если это нормальный контроллер) обратный ток через солнечную батарею.

Диоды в солнечной панели ставят в панелях с несколькими цепочками, т.е. с количеством элементов более 18 для того, чтобы шунтировать частично затенённые цепочки. В обычном 24В модуле 72 элемента разделены на 3 цепочки. В модулях с 60 элементами они также разделены на 3 цепочки.

Затененная часть модуля практически выключается из работы. Диоды позволяют оставить в работе незатененные части путем их шунтирования. Это особенно важно, если солнечные модули соединены в высоковольтные цепочки для подключения к фотоэлектрическим инверторам.

Солнечные батареи

Нас часто спрашивают о возможности параллельного соединения разнонаправленных солнечных батарей на один солнечный контроллер и о назначении диодов Шоттки в клеммных коробках солнечных модулей. Дискуссия и ответы на эти вопросы — в нашей теме на форуме Вопрос о влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров

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? И зачем диоды в клеммной коробке солнечной панели?

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.

Соединенные последовательно модули должны находиться в одинаковых по освещённости условиях. В противном случае, общий ток цепочки модулей будет равен току самого слабо освещённого модуля.

При совершенно разных режимах работы модулей (например, расположение на разных скатах крыши, или установка под разными углами), рекомендуется разбить их на группы с одинаковой освещенностью и соединить каждую группу к своему контроллеру заряда.

Выходы контроллеров можно объединить на общем аккумуляторе, только обязательно каждый контроллер присоединять через свое защитное устройство (автомат или предохранитель), чтобы при отключении от аккумулятора напряжение с выхода одного контроллера не подавалось на выход другого. Т.к. современные контроллеры определяют рабочее напряжение в системе по напряжению на аккумуляторе, отсоединение аккумулятора может привести к сбою в работе контроллеров и их повреждению.

Часто спрашивают, для чего в солнечном модуле применены диоды, расположенные в клеммной коробке. Ошибочно считать, что эти диоды предотвращают «обратный ток» через солнечный модуль и разряд аккумулятора ночью. Это не так.

Во-первых, солнечные элементы по природе своей являются диодами, и имеют сравнительно небольшой обратный ток (от обычного диода они отличаются площадью p-n перехода, ну и тем, что этот переход доступен солнечному свету).

Во-вторых, солнечные модули обычно подключаются к аккумуляторной батарее через контроллер заряда. Этот контроллер предотвращает (по крайней мере должен, если это нормальный контроллер) обратный ток через солнечную батарею.

Диоды в солнечной панели ставят в панелях с несколькими цепочками, т.е. с количеством элементов более 18 для того, чтобы шунтировать частично затенённые цепочки. В обычном 24В модуле 72 элемента разделены на 3 цепочки. В модулях с 60 элементами они также разделены на 3 цепочки.

Затененная часть модуля практически выключается из работы. Диоды позволяют оставить в работе незатененные части путем их шунтирования. Это особенно важно, если солнечные модули соединены в высоковольтные цепочки для подключения к фотоэлектрическим инверторам.

Солнечные батареи

Нас часто спрашивают о возможности параллельного соединения разнонаправленных солнечных батарей на один солнечный контроллер и о назначении диодов Шоттки в клеммных коробках солнечных модулей. Дискуссия и ответы на эти вопросы — в нашей теме на форуме Вопрос о влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров

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? И зачем диоды в клеммной коробке солнечной панели?

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.

Соединенные последовательно модули должны находиться в одинаковых по освещённости условиях. В противном случае, общий ток цепочки модулей будет равен току самого слабо освещённого модуля.

При совершенно разных режимах работы модулей (например, расположение на разных скатах крыши, или установка под разными углами), рекомендуется разбить их на группы с одинаковой освещенностью и соединить каждую группу к своему контроллеру заряда.

Выходы контроллеров можно объединить на общем аккумуляторе, только обязательно каждый контроллер присоединять через свое защитное устройство (автомат или предохранитель), чтобы при отключении от аккумулятора напряжение с выхода одного контроллера не подавалось на выход другого. Т.к. современные контроллеры определяют рабочее напряжение в системе по напряжению на аккумуляторе, отсоединение аккумулятора может привести к сбою в работе контроллеров и их повреждению.

Часто спрашивают, для чего в солнечном модуле применены диоды, расположенные в клеммной коробке. Ошибочно считать, что эти диоды предотвращают «обратный ток» через солнечный модуль и разряд аккумулятора ночью. Это не так.

Во-первых, солнечные элементы по природе своей являются диодами, и имеют сравнительно небольшой обратный ток (от обычного диода они отличаются площадью p-n перехода, ну и тем, что этот переход доступен солнечному свету).

Во-вторых, солнечные модули обычно подключаются к аккумуляторной батарее через контроллер заряда. Этот контроллер предотвращает (по крайней мере должен, если это нормальный контроллер) обратный ток через солнечную батарею.

Диоды в солнечной панели ставят в панелях с несколькими цепочками, т.е. с количеством элементов более 18 для того, чтобы шунтировать частично затенённые цепочки. В обычном 24В модуле 72 элемента разделены на 3 цепочки. В модулях с 60 элементами они также разделены на 3 цепочки.

Затененная часть модуля практически выключается из работы. Диоды позволяют оставить в работе незатененные части путем их шунтирования. Это особенно важно, если солнечные модули соединены в высоковольтные цепочки для подключения к фотоэлектрическим инверторам.

Остальные Вопросы и ответы…