Технические особенности внешнего аккумулятора на солнечных батареях

Повседневное пользование смартфонами, планшетами, фотоаппаратами и подобной электронной техникой стало нормой для современной жизни. Все эти устройства работают на электричестве, и берут они его со встроенной батареи. Её нужно постоянно заряжать, ведь через некоторое время накопленный заряд исчезает.

Иногда заряд исчезает тогда, когда получить доступ к розетке невозможно, а сделать телефонный звонок или отправить сообщение очень нужно. В этих ситуациях очень полезными становятся внешние аккумуляторы для солнечных батарей  небольших размеров.

Они всегда имеют резервное количество электрической энергии и способны генерировать ее самостоятельно. Главное, чтобы встроенная в них панель находилась под солнцем.

Конструкция зарядного устройства

Солнечная зарядка может представлять собой цельную конструкцию или набор отдельных элементов, которые можно подбирать самостоятельно.

Такую зарядку образуют следующие элементы:

1. Солнечная панель.
2. Аккумулятор.
3. Преобразователь.
4. Контроллер заряда.

Сборная солнечная зарядка (каждый элемент можно подбирать на своё усмотрение) удобна для тех людей, которые хотят получить максимально эффективную зарядку. В этом случае они могут выбрать панель с соответствующей мощностью и аккумулятор с необходимой емкостью. Для зарядки ноутбука владелец может выбрать панель мощностью 20 Вт и аккумулятор емкостью 50000 мА/ч. Главной особенностью этого варианта – панель имеет достаточно большие размеры, а также мощность, чтобы относительно быстро зарядить батарею.

Внешняя батарея с солнечной панелью представляет собой изделие, в котором производитель соединил оптимальные для определенных ситуаций элементы. Во многом на размеры изделия влияют размеры аккумулятора.

Далее, отталкиваясь от полученного корпуса, изготавливают панель. Поэтому она часто имеет малую мощность и  зарядить напрямую даже очень простой телефон не способна. Она просто не успевает создать нужное количество электроэнергии.

В течение дня или любого промежутка времени с высоким солнечным освещением она может заряжать аккумулятор, который будет отдавать ток гаджету, чтобы зардить его. Если внешним аккумулятором пользоваться правильно (например, повесить на рюкзак как брелок), то в нем всегда будет такой заряд, которого хватит до момента, когда хозяин окажется у розетки.

Также в состав аккумулятора с внешней батареей входят:

• 1-2 USB-порта. Большинство моделей имеют один такой порт. Второй USB-порт имеют мощные аккумуляторы;
• индикатор на корпусе. Он светодиодный. Иногда он представляет собой миниатюрный экран с цифрами, демонстрирующими уровень заряда;
• кнопка включения/выключения;
• светодиодный фонарик. Есть не в каждой модели.

Чтобы аккумулятор был универсальным, производители дополняют комплект переходниками для каждой популярной модели смартфона и кабелем USB – microUSB.

Типы аккумуляторов и используемых солнечных панелей

В качестве портативного внешнего источника питания производители используют:

• литий-ионные аккумуляторы;
• литий-полимерные.

Первые можно назвать гелевыми, поскольку электролит Li-ion имеет гелеобразную форму. Они не очень хорошие, ведь прославились «эффектом памяти», старением и снижением емкости тогда, когда используются при низкой температуре.

Литий-полимерные не является гелевыми. В них использован полимерный электролит – раствор лития. Они лучше, поскольку лишены недостатков вышеупомянутого типа аккумуляторов. Кроме того, способны хранить заряд в течение длительного времени.

На солнечные батареи чаще всего монтируют поли- и монокристаллические панели. Это потому, что по сравнению с гибкими они имеют больший КПД. Могут быть модели, в которых есть гибкие раскладные панели большой площади. Благодаря этому всю зарядку можно разложить и закрепить на рюкзаке.

Технические особенности

Технические характеристики аккумулятора и встроенной в него солнечной панели:

1. Емкость батареи 2000-10000 мА/ч и более. Есть много моделей, емкость аккумулятора которых составляет 50000 мА/ч.
2. Мощность панели – 0,2-3,5 Вт.
3. Сила выходного тока составляет 1 А. Если есть дополнительный USB-порт, то через него поступает ток силой 2,1 А. За подачу такой электроэнергии отвечает встроенный преобразователь.
4. Напряжение на входе зависит от мощности панели. Напряжение на выходе 3,7-5,5 В.

Принцип работы

1. Панель улавливает лучи солнца и генерирует ток.
2. Электрический ток поступает в аккумулятор и заряжает его. Там он накапливается. О степени накопления «говорит» специальный индикатор.
3. При подключении любого из гаджетов ток поступает к преобразователю и оттуда через USB-кабель попадает в АКБ смартфона или любого другого портативного девайса.

Во многих внешних аккумуляторах, включая накопители емкостью 50000 мА/ч, есть одна особенность, которая влияет на его разрядку. Электрический ток, который поступает в АКБ, имеет меньшее напряжение от того, который выходит через USB-порт. Это касается и силы тока.

Например, солнечная панель вырабатывает ток напряжением 5 В и силой 0,3 А. Такой ток поступает и накапливается в АКБ. Такое электричество не подходит для зарядки батареи мобильного телефона или планшета. Гаджетам нужно подать ток с напряжением 5-5,5 В и силой 1-2 А.

Преобразование электроэнергии приводит к тому, что количество выходного тока меньше на 20% от количества входного. Какую-то часть потребляет преобразователь и индикатор заряда. Поэтому на практике часто оказывается, что аккумулятор емкостью 50000 мА/ч способен зарядить батарею ноутбука или планшета емкостью 25000-30000 мА/ч.

Продолжительность зарядки переносного источника тока зависит от двух факторов:

• мощности солнечной панели;
• погодных условий.

Батарея, которая имеет мощность до 0,5 Вт, зарядит небольшую по емкости АКБ  за 10-15 часов. В более сильных моделях панели мощностью 1-3,5 Вт способны пополнить запас АКБ за 4-5 часов.

Самым лучшим погодным условием является очень солнечная погода.

Особенности выбора

Большинство производителей стараются выпускать внешние аккумуляторы для отдельных групп девайсов: смартфонов и мобильных телефонов, планшетов, ноутбуков. Во многих случаях достаточно обращать внимание на мощность батареи и емкость АКБ. При этом указанный производителем второй показатель нужно сразу делить на два.

Чтобы заряжать в дороге:

1. Мобильные телефоны, смартфоны, КПК, GPS-навигаторы, нужно искать модели, в которых мощность солнечной батареи больше 0,5 Вт, и емкость АКБ равна 2000-5000 мА/ч.
2. Фотоаппараты, видеокамеры и планшеты, нужно подбирать панель мощностью от 0,8 Вт и АКБ емкостью больше 4 мА/ч.
3. Ноутбуки и подобную мощную технику, солнечная батарея должна иметь мощность больше 1,5 Вт (оптимальной цифрой является 15 Вт), а АКБ – емкость больше 10 000 мА/ч.

Перед выбором нужно:

1. Определить, какие мобильные устройства должен заряжать внешний источник питания.
2. Изучить емкость батареи мобильных устройств и характеристики тока, необходимого для подзарядки.
3. Выбрать такую переносную батарею, с которой выходит ток с необходимыми характеристиками. Половина емкости батареи питания должна быть хотя бы в два раза больше емкости аккумулятора мобильного устройства.
4. Изучить мощность встроенных солнечных панелей и подобрать наиболее производительную.

Внешняя солнечная батарея

Внешние аккумуляторы на солнечных батареях — Автономный дом

Отправляясь отдыхать на природу или долгий поход, мы нигде, ни на секунду не расстаемся со своими девайсами – смартфонами, планшетами, фотоаппаратами. Чтобы иметь возможность «безрозеточной» подзарядки гаджетов, уже сегодня в интернет-магазине m8.com.ua вы можете купить внешний аккумулятор недорого.

Все вы знаете, что гаджеты периодически требуют подзарядки. Это хорошо если у вас есть возможность остановиться в гостинице, где есть электросеть и вы можете зарядить свои устройства. А что делать, если вы неделю находитесь в турпоходе? К счастью с развитием современных технологий данная проблема решаема. Достаточно приобрести зарядное устройство, работающее с помощью солнечной энергии.

На сегодняшний день представлен широкий ассортиментный ряд внешних аккумуляторов Power Bank с солнечной батареей. Остается только выбрать девайс, который подойдет именно вам. Давайте разберемся, что представляет собой это устройство, и какими критериями необходимо руководствоваться, чтобы не ошибиться в выборе.

Принцип работы солнечной зарядки

Качественное солнечное зарядное устройство является простой и надежной конструкцией. Его составляющие:

• солнечная батарея;
• аккумулятор;
• преобразователь энергии;
• контроллер заряда.

Принцип работы довольно прост: на солнечную панель падают лучи солнца и она преобразует их в электрический заряд, который сохраняется в аккумуляторе. Это позволяет зарядить нужный гаджет даже в темное время суток. Многие модели зарядных устройств дают возможность заряжать аккумулятор Power Bank не только благодаря солнцу, но и используя USB-провод.

При выборе солнечной зарядки обращайте внимание на такие характеристики:

• емкость аккумулятора;
• мощность солнечной батареи;
• выходной ток;
• количество USB-портов;
• максимальный зарядный ток;
• время зарядки от солнечных лучей;
• световой поток;
• размеры и вес;
• время зарядки от сети;
• мощность светодиодных ламп.

Обращайте внимание на комплектацию устройства. Выбирайте качественные солнечные батареи с максимальным набором адаптеров для заряда различной портативной техники.

В зависимости от модели устройства, на нем расположены три или четыре светодиодных лампы, которые оповещают вас о состоянии заряда в строенном аккумуляторе. Не забывайте следить за индикатором.

Вы всегда будете на связи с родственниками, ведь находясь длительное время вдали от цивилизации, благодаря внешним аккумуляторам работающим от солнца, вам не нужно переживать и искать розетки для заряда ваших гаджетов.

Купить внешний аккумулятор Power Bank на солнечной батарее недорого Отправляясь отдыхать на природу или долгий поход, мы нигде, ни на секунду не расстаемся со своими девайсами – смартфонами, планшетами, фотоаппаратами. Чтобы иметь возможность «безрозеточной» подзарядки гаджетов, уже сегодня в интернет-магазине m8.com.ua в

Источник: m8.com.ua

Человек быстро привыкает ко всему хорошему. Вот и наше поколение привыкло к сенсорным телефонам, планшетам, айпадам и прочим гаджетам настолько, что разряженная батарея одного из них может привести буквально к сердечному приступу. Находясь в самом сердце городской толчеи, мы боимся потерять «связь с миром» и рефлекторно ищем розетку, в которую можно воткнуть телефон для подзарядки. А как быть если розетки рядом нет?

Что такое PowerBank?

Внешний аккумулятор с солнечной батареей

Бывали в моей жизни моменты, когда я просто мечтала о запасной батарее к телефону. Поэтому узнав об внешних солнечных аккумуляторах — батареях, купила Power Bank 20000mAh.

Вообще, штука очень полезная, особенно для тех, кто ни на минуту не расстаётся с телефоном. По сути, powerbank представляет собой внешний аккумулятор с солнечной батареей, надёжно хранящий электроэнергию про запас. Конечно, параметры цена-качество зарядных устройств будут заметно отличаться в прямой зависимости от качества энергосберегающих элементов и от имени производителя зарядного устройства.

Я купила ее относительно недорого. Достаточно компактный, размеры 123х63х16,8мм, но немного тяжеловатый для таких размеров, мой PowerBank (повербанк) имеет два выхода USB. Почему два? В принципе, такой подход позволяет заряжать одновременно два телефона, но кроме того, по заявке изготовителя, они настроены на подачу тока разной мощности. USB шнур, идущий в комплекте, имеет универсальное гнездо, в которое можно воткнуть любой из 4 переходников.

То есть, от зарядного устройства можно подпитать фактически любой из существующих гаджетов. Установленные индикаторы заряда позволяют узнать количество оставшейся энергии. Кстати, заряжать внешний аккумулятор powerbank можно не только от солнца но и от компьютера и от обычной розетки – для этого существует вход под мини-USB.

Максимальный запас энергии, написанный на самом PowerBank, 20000 мАч, правда в реальности всё немного иначе, но об этом позже.

Я купила бюджетную модель, но встречаются и более дорогие. Однако имеет место ряд проблем, которые прослеживаются и в дорогих моделях, и в более дешёвых. А поэтому следует тщательно рассмотреть несколько важных нюансов, которыми следует руководствоваться при выборе PowerBank.

Технические характеристики PowerBank

• Энергоемкость – 20000 mAh.
• Габариты – 125×75×22 мм.
• Тип батареи – литиевая (рассчитана как минимум на 400-600 полных зарядов).
• Разъемы – два USB и один микро USB.
• Выходное напряжение солнечной батареи Power Bank Solar 20000 mAh – 5V 1A, 5V 2A.
• Дополнительные принадлежности – шнур-переходник.
• Рабочие температуры – от -20 до +40 °С.

Первое, что следует учитывать при покупке powerbank – реальная ёмкость батареи. Производители девайсов часто завышают показания ёмкости батареи. Не знаю, зачем это делают – то ли в рекламных целях, то ли просто играют «на дурачка», но реальное положение дел обстоит так, что указанные параметры

Солнечные батареи: принцип работы, как сделать своими руками в домашних условиях

Использование солнечной энергии для обеспечения жизненных потребностей в 21 веке является актуальным вопросом не только для корпораций, но и для населения. Теперь использование солнечных батарей для получения экологической электроэнергии привлекает много людей своей доступностью, автономностью, неиссякаемостью и минимальными вложениями. Теперь эти явления настолько привычны и обыденны, что уже давно прочно обосновались в нашу каждодневную жизнь.

Данный источник электроэнергии используется для освещения, функционирования бытовых электроприборов и отопления. Уличные фонари на солнечных батареях используются повсеместно в городской черте, на дачных участках и территориях загородных коттеджей.

Содержание

Принцип работы солнечной батареи

Устройство предназначено для непосредственного преобразования лучей солнца в электричество. Этот действие называется фотоэлектрическим эффектом. Полупроводники (кремневые пластины), которые используются для изготовления элементов, обладают положительными и отрицательными заряженными электронами и состоят их двух слоев n-слой (-) и р-слой (+). Излишние электроны под воздействием солнечного света выбиваются из слоев и занимают пустые места в другом слое. Это заставляет свободные электроны постоянно двигаться, переходя из одной пластины в другую вырабатывая электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.

КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

• Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;

• Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;

• Контроллер уровня заряда аккумулятора.

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Солнечная батарея своими руками

Те, кто хочет сэкономить, задумываются, как сделать солнечную батарею в домашних условиях самостоятельно, чтобы она обладала необходимыми эксплуатационными параметрами и полностью обеспечивала энергетические потребност. Это особенно актуально для мест отдаленных от главных артерий цивилизации.

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях изготавливаются из соответствующих элементов, которые можно купить в открытом доступе в специализированных компаниях или через интернет магазины. Если кремниевые пластины должны приобретаться у производителей, то остальные элементы, такие как лента, рамка, пленка, стекло, припой и прочее можно вполне обнаружить и дома в хозяйстве.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств изготавливается некоторыми умельцами из медных листов, зажимов, мощных электроплит, соли и из других материалов. Такие кустарные устройства не смогут полностью обеспечить необходимой электроэнергией и могут использоваться лишь в небольших масштабах.

Лучше всего солнечные батареи купить у производителя, поскольку они обладают гарантией и необходимыми функциональными и эксплуатационными параметрами, и, значит, не подведут. Производство солнечных батарей базируется на применении новейших технологий, которые постоянно развиваются, предлагая более усовершенствованные модели. В зависимости от размеров устройств, они могут использовать для различных целей в местах, где нет снабжения электроэнергией. Они встречаются на калькуляторах, часах, различных мобильных устройствах.

Так, например, рюкзак с солнечной батареей будет незаменимым помощником тех, кто любит путешествовать с комфортом. Он накопит достаточно энергии, чтобы зарядить фонарик для освещения туристической палатки или чтобы во время похода заряжать необходимые гаджеты. Судя по отзывам, солнечные батареи используются часто и с удовольствием для удовлетворения разнообразных нужд не только на природе, но и в быту.

Современные устройства со встроенными солнечными модулями

• Power bank с солнечной батареей – внешний накопитель с фотоэлементами для преобразования солнечных лучей в заряд аккумулятора. Он обладает несколькими портами и предназначен для зарядки смартфонов или планшетов. Это незаменимое устройство для тех кто, много времени тратят в дороге и пользуются гаджетами. Устройство, зависимо от модели может дополняться различными функциями, как, к примеру, фонариком.

• Робот конструктор – наборы с различными элементами, из которых можно собрать несколько конструкций, которые двигаются автономно. Это лучшая игрушка для любознательных детей. Робот конструктор на солнечной батарее купить интересно будет не только малышам, но и вполне взрослым дяденькам, поскольку захватывающим является не только движение робота, но и сам процесс сборки.

• Уличные садовые светильники на солнечных батареях – идеальное решение для сада, огорода или приусадебного участка. Благодаря накопленному заряду они будут светиться всю ночь. Для этого не нужно прокладывать специальную проводку. Их можно брать с собой на рыбалку или семейный поход. Чрезвычайная мобильность, компактность и удобство делают фонари самыми востребованными изделиями на солнечных батареях.

Возможности эксплуатации настолько разнообразны, а технологии так быстро развивается, что скоро солнечные модули охватят все сферы жизни современного человека.

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Habr

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?

На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?

Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение

Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Опыт эксплуатации cистемы бесперебойного питания с солнечными батареями в «дачных» условиях

Альтернативная «чистая» энергетика, за которой, несомненно, будущее, в некоторых случаях может быть естественным и практичным выбором уже сейчас. В первую очередь, в тех случаях, когда необходимо обеспечить электричеством маломощного потребителя, расположенного «в чистом поле». А частный дом, если всё выбрано и построено с учетом требований энергосбережения (и вы, например, не планируете использовать электричество для обогрева), как раз и является примером такого «маломощного» потребителя. Да, в отличие от квартиры, тут добавляются еще и, как правило, скважинные насосы для автономного водоснабжения и различная садовая техника, но задавшись целью, вполне реально запитать это всё от солнечной системы, дополненной ветрогенератором и для подстраховки — каким-нибудь газовым или дизельным генератором. Причем последний будет включаться крайне редко, если всё рассчитано верно.

И это может быть дешевле, чем подключаться к линии электропередач в индивидуальном порядке. Поэтому в российских условиях, наверное, отсутствие «коллективного» электроснабжения является самой частой причиной интереса к альтернативным источникам питания. Но на мой взгляд, есть, как минимум, еще один довод в пользу «зеленых» систем, причем именно солнечных, даже при наличии «общественных» 220 вольт.

Дело в том, что стабильность питания, даже в Подмосковье, за пределами городов может оставлять желать лучшего. И в случае моего дачного поселка узким местом является петляющая по соседним лесам от деревни к деревне высоковольтная линия. Деревья, увы, падают от ветра, и это обстоятельство неведомо, похоже, только тем, кто считает нормальным прокладку воздушных линий в просеках шириной от силы метров десять. Впрочем, может быть, прокладка кабеля в земле дороже, чем периодическая замена столбов, пострадавших от соседней сосны. И это всё мудро просчитано.

Хотелось бы верить, но никак не получается, потому что тут насквозь видна российская традиция: сначала сделать кое-как, но подешевле, а потом тратить время и ресурсы на латание дыр (и искренне удивляться: а почему на новое денег не хватает?). Соответственно, сделать подороже и получше «сначала», чтобы экономить «потом» — гораздо проще в частном порядке.

И поскольку примерно раз в сезон бывает «хорошая» гроза, после которой на подъем линии уходит неделя, а то и больше, не считая более кратковременных отключений, сильно захотелось получить собственный запас автономии. В идеале — такой, чтобы вообще не замечать всё это безобразие. Дизельный или бензиновый вариант практически сразу отпал, мы даже купили такой. Но желание гонять это воющее и воняющее чудо техники, приехав насладиться общением с природой, оказалось ниже, чем собственно потребность в электричестве. Лучше обойтись свечами или уехать в город. Соответственно, эта тема приобрела актуальность, когда захотелось поселиться в доме на более или менее постоянной основе.

Между тем, особенность летнего дома в том, что массовая активность там происходит летом, когда солнечной энергии, даже на широте Москвы, хоть отбавляй. Собственно, и деревья-то падают в основном летом. Так обычно и было: гроза прошла, солнце сияет, а электричества нет. А интерес к «солнечной» энергетике уже был подкреплен покупкой солнечного коллектора для подогрева воды. В частности, достаточно компактный (12 трубок по 1,8 м) уверенно справляется с задачей продления «купального сезона» в 12-кубовом бассейне примерно на месяц по сравнению с естественным нагревом.

Поэтому примерно год назад была собрана система, о которой я хочу рассказать. Специально уделил внимание предыстории, чтобы не вступать в дискуссии на тему выгодности солнечных систем по сравнению с традиционными. Иногда, как мы видим, аргументы есть и помимо стоимости киловатта.

Переходим к выбору компонентов для солнечных систем.

Солнечные панели

Итак, начнем с солнечных батарей. В порядке снижения эффективности и стоимости следуют батареи на основе монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния. Абсолютное большинство брендовых батарей относятся к первому типу, который и сам по себе считается наиболее долговечным, ячейки деградируют медленнее всего.

Между прочим, если дом небольшой, и у вас нет какого-нибудь удобно расположенного сарая с большим южным скатом, то на практике может оказаться, что места для батарей вовсе не так много. И есть смысл взять модель с самым большим КПД на единицу площади, если вы действительно хотите построить систему с достаточно высокой энергоотдачей. Поскольку размещать батареи необходимо именно на южном скате крыши, желательно под углом 45 градусов.

По способу монтажа есть батареи, монтируемые в крышу на манер мансардных окон (фактически только у фирмы Roto с совершенно невменяемой стоимостью). А остальное большинство представляет собой простые панели, встроенные в алюминиевую раму, которые крепятся к накладным рейлингам. Минус последних в том, что крышу приходится сверлить, и не всякое покрытие выдержит без протечек такое грубое вмешательство. Тем не менее, это единственный ходовой вариант, который и был выбран.

Что касается самих батарей, то неплохим вариантом по соотношению цены и качества оказались зеленоградские монокристаллические батареи. Все же их достаточно охотно покупают в Германии. Поэтому, находясь в России, логично и даже приятно иметь возможность воспользоваться хоть чем-то имеющим отношение к электронике, но местного производства.

Были приобретены три батареи (TCM-170B) мощностью по 170 Вт и размером 158×82 см. Расчет в данном случае был простой: получить достаточный зарядный ток в облачную погоду, а также утром и вечером, чтобы энергетический баланс, по минимуму, позволял работать холодильнику сколь угодно долго. Поскольку потребление холодильника — порядка 100-200 Вт, и работает он с перерывами, такая нагрузка описанному варианту вполне по силам — разумеется, при наличии буферных аккумуляторов.

В реальных условиях, когда солнце все же светит, а люди в доме живут, энергии должно хватать и на то, чтобы пользоваться бытовыми приборами, подкачивать воду и т. д. даже при длительном отсутствии внешнего электроснабжения. Без излишеств, но и без специального режима экономии. Во всяком случае, я так рассчитывал, и сейчас уже могу подтвердить, что расчет оправдался.

Солнечный контроллер

Стандартное напряжение солнечных панелей и напряжение, которое необходимо поддерживать для заряда аккумуляторов, не совпадает. Вернее, напряжение на выходе солнечной панели меняется от нуля до максимального в зависимости от освещенности, и без промежуточного преобразования тут не обойтись.

В самом простом случае нужен контроллер, который бы отключал аккумуляторы, когда их заряд достиг максимального, и подключал обратно, когда, во-первых, требуется подзарядка, и, во-вторых, выходное напряжение массива солнечных батарей соответствует требуемому для нормального заряда. Но это очень неэффективный метод.

Поэтому в современных недорогих контроллерах используется ШИМ-модуляция, которая позволяет получить приемлемое напряжение и ток для заряда в большем входном диапазоне. Недостаток тут в том, что все равно надо хотя бы примерно совместить выходное напряжение массива солнечных панелей с напряжением массива аккумуляторов.

Наконец, самый универсальный и эффективный метод предлагают MPPT-контроллеры, которые способны преобразовывать напряжение в гораздо большем диапазоне и во время работы отслеживают точку максимальной мощности, а соответственно, позволяют снять максимум энергии и обеспечивать зарядку ранним утром и до сумерек. В моем случае вариант с таким контроллером был единственно адекватным, поскольку три солнечные батареи, как их ни соединяй, давали нестандартное напряжение. Ну а с таким контроллером — можно соединять последовательно, что и удобнее (меньше проводов), и меньше потери при передаче, поскольку та же мощность передается при максимальном напряжении и, значит, меньшем токе. А это тоже важно, если дом высокий, и от солнечных батарей до остальной электроники и аккумуляторов будет метров десять кабеля, а то и больше.

Пожалуй, самые известные и популярные MPPT-контроллеры — производства MorningStar. Выбранная модель TriStar-MPPT-45 рассчитана на зарядный ток 45 А, что безусловно избыточно (но маломощных MPPT-контроллеров практически не найти, и к тому же требования NEC подразумевают запас в 25% по току, то есть реально допустимый ток получается не выше 36 А, и, грубо говоря, заряжать таким контроллером можно батарею аккумуляторов в пределах 360 А·ч). Напряжение батареи аккумуляторов можно произвольно выбирать из ряда: 12, 24, 48 и 36 В. И наконец, входное напряжение от солнечных панелей должно быть в пределах 150 В. Разумеется, при таких характеристиках сопряжение не составляет ни малейшей проблемы.

Инвертер + зарядное устройство

Соединив батареи с аккумуляторами, логично подумать и о второй половине цепи, то есть нам необходима возможность питать от аккумуляторов внешнюю сеть, а также заряжать их от этой самой сети.

В самом общем случае нужен инвертер, зарядное устройство и реле, которое бы переключало нагрузку при исчезновении входного напряжения. К счастью, есть модели инвертеров, где все эти функции объединены, что важно, если мы хотим добиться полностью автономной и необслуживаемой работы — поскольку отдельные инвертеры зачастую требуют перезапуска вручную после того, как они исчерпали ресурс батареи и отключились, и т. д.

Собственно, на алгоритм работы надо обращать внимание и при выборе универсального устройства. Важно, чтобы оно автоматически начинало заряд аккумуляторов после появления напряжения в сети. Также важно, чтобы напряжение отключения нагрузки для инвертера было выставлено выше напряжения отключения солнечного контроллера. В таком случае аккумуляторы начнут заряжаться сразу: либо как «дадут ток», либо когда наступит утро. Даже если под вечер аккумуляторы сядут.

Поскольку качественные модели инвертеров обычно имеют 2-3-кратный запас по пусковому току, и это не аварийный, а именно штатный режим работы, вполне корректно выбрать номинальную мощность в соответствии с реальным максимумом, который вам может потребоваться. Для этого обычно достаточно сложить мощность скважинного насоса в установившемся режиме работы и мощность компрессора холодильника и добавить 20-30% запаса на «лампочки» и прочую бытовую мелочевку, которую вы соберетесь подключить к резервной линии.

Да, разумеется, предполагается, что резервная линия прокладывается отдельным кабелем, и розетки имеет смысл обозначить так, чтобы в них не оказался случайно включенным какой-нибудь утюг. Вообще, «поработать» над тем, чтобы одновременная нагрузка была как можно меньше, имеет смысл в первую очередь ради ресурса аккумуляторов. Как известно, если разрядный ток превышает оптимальный для аккумулятора, его реальная емкость может оказаться существенно меньше заявленной. А это не в наших интересах.

В моем случае получилось 700+200 В·А «надо точно». А с учетом того, что насос со временем может потребоваться и помощнее, для резервной линии было оптимально выбрать модель мощностью в пределах 1500 В·А.

После очень непродолжительного раздумья я выбрал Outback GFX1424E. Эта модель безусловно дороговата для своей мощности в 1400 В·А. Но, как я уже отметил, гоняться за мощностью в случае с инвертерами для домашней резервной линии бессмысленно. Вряд ли кто будет ставить соответствующую батарею аккумуляторов, чтобы реально иметь возможность нагрузить их 2-3 киловаттами нагрузки. Гораздо интереснее в данном случае заплатить за дополнительные функции и, конечно же, качество.

Последнее особенно важно, учитывая, что устройству предстоит работать круглосуточно и в отдельном помещении без присмотра. Что именно привлекло в этом устройстве:

• Произведен в США. Так сложилось, что как синоним надежности техники чаще всего употребляется фраза «немецкое качество». Между тем, американская продукция зачастую еще и покрепче и служит подольше, поскольку технологический уровень страны, как минимум, не уступает, но при этом нет такой жесткой экономии на материалах, как в Европе.
• Герметичный корпус. Соответственно, прибор защищен от пыли, влаги и насекомых. Нет, в доме, безусловно, чисто, но в комнатах ставить стойку с электротехникой вряд ли разумно — лучше для этого подходит гараж или подвал. И устройство обычной компоновки с вентиляционными решетками обязательно насосет своим вентилятором пыли — пусть не сразу, но через год-два точно. Не исключено, что какой-нибудь паук устроит аварийную ситуацию еще раньше 🙂
• Низкий уровень шума. Инвертер не совсем бесшумный: высокочастотный писк в некоторых режимах есть, а также, несмотря на герметичный корпус, играющий роль радиатора, внутри есть и тихоходный вентилятор, который иногда включается и перегоняет воздух от более нагретых компонентов к радиатору. Но даже при максимальной нагрузке (то есть собственно в режиме резервирования) шум не превышает 40 дБА, а в дежурном режиме, когда идет зарядка батарей, а окружающая температура превышает 25 градусов — не более 35 дБА. Это очень мало, большинство настольных компьютеров во время работы шумят громче, ну а классические инвертеры с вентиляторами — заведомо более шумные.
• Низкая потребляемая мощность (18 Вт в простое, 6 Вт в режиме StandBy). Тут надо иметь в виду, что воспользоваться спящим режимом вы сможете, если в доме нет маломощных потребителей энергии, нуждающихся в постоянном питании. Самый распространенный пример такого потребителя — система охраны (сигнализация).
• Чистая синусоида. Формально, даже чувствительные к форме питающего напряжения приборы способны в большинстве своем терпеть аппроксимированную синусоиду. Во всяком случае, когда речь идет о двигателях — с учетом того, что в режиме резервного питания они будут работать лишь незначительную часть времени. Но, безусловно, корректная форма синуса — это та функция, за которую стоит доплатить. Вернее, тут соображения идут от обратного: инвертеры с аппроксимацией занимают на рынке самый нижний (начальный) сегмент, и у них много недостатков чисто конструктивного свойства, помимо собственно формы напряжения. Всерьез и надолго на такие изделия рассчитывать наивно.
• Ну а самая любопытная функция, которая окончательно склонила выбор в пользу этого устройства — возможность экспорта электроэнергии. Иными словами, когда аккумуляторы заряжены полностью, включается инвертер, и излишек энергии, поступающий от солнечных панелей (или других альтернативных источников, подключенных к низковольтному контуру цепи, параллельно батареям), отправляется во внешнюю цепь. Соответственно, сначала компенсируется внутренний расход, а если остается еще и для соседей, то можно понаблюдать, как счетчик крутится в обратную сторону. Это, конечно, приятно, потому что только ради резервирования собирать такую систему не очень интересно (всё же бо́льшую часть времени внешняя сеть исправна). Но почему бы не пользоваться своей энергией?

Надо добавить, что даже сблокированные с зарядным устройством инвертеры далеко не все имеют функцию экспорта. А если собирать систему из отдельных компонентов, придется докупать еще дополнительный контроллер и, возможно, повозиться с программированием и настройкой. Тут уже смысл в такой обвязке есть лишь при условии, что вы собрали достаточно серьезную альтернативную электростанцию.

В данном случае я тоже не совсем был уверен, что всё получится автоматически. Всё же солнечный контроллер взят другого производителя, и оба устройства предусматривают программирование (к инвертеру прилагается отдельная панелька, а солнечный контроллер подключается через COM-порт). И как раз есть возможность выбора пороговых напряжений для заряда аккумуляторов и режима экспорта.

Однако поскольку сборка всей системы затянулась за полночь, я отложил настройку и программирование до утра. А утром обнаружилось, что заряд аккумуляторов уже закончился, и поскольку в доме ничего серьезного в этот момент включено не было, счетчик действительно крутился в обратную сторону. Всё заработало как следует.

Про замеры, какие удалось сделать, я еще расскажу в конце; добавлю только, что возможность экспорта протестирована при использовании электромеханического счетчика, который легко отличить по вращающемуся диску. Электронные могут этот момент не отрабатывать как следует, то есть ток вы отдавать будете, но исключительно в благотворительных целях. А пока осталось несколько слов сказать о выборе аккумуляторов.

Аккумуляторы

Для построения домашних систем автономного энергоснабжения, как правило, используются свинцово-кислотные аккумуляторы закрытого типа. Так называемые VRLA — Valve Regulated Lead-Acid, то есть с клапанным регулированием выделяемых газов. Существуют два типа таких аккумуляторов: AGM (Absorbed Glass Mat), в которых электролит между пластинами находится в стеклопластиковых капсулах, и гелевые. В последнем случае в электролит добавляются загустители, и при производстве аккумулятора этот электролит намазывается на пластины.

И если в компактных источниках бесперебойного питания чаще используются гелевые аккумуляторы, то для систем большой емкости в настоящее время самыми популярными являются AGM-модели, которые и были выбраны.

Поскольку бюджет был отнюдь не резиновый, были взяты два аккумулятора бюджетного производителя Leoch DJM12-200 емкостью 200 А·ч каждый.

Такой большой запас необходим для того, чтобы кратковременная нагрузка высокой мощности (насос) создавала, тем не менее, ток в пределах благоприятного режима для аккумуляторов. Как мы видим на диаграмме, для того чтобы время резервирования действительно составляло часы, а не минуты, желательно, чтобы ток в низковольтной цепи не превышал 0,2C (то есть пятую часть емкости). Аккумуляторы были соединены последовательно, поскольку инвертер был выбран с поддержкой 24-вольтовой цепи, и это также благоприятно для снижения потерь в соединениях.

Соединяем в систему

Здесь все достаточно тривиально: общее правило — минимизировать длину низковольтных цепей. Поэтому инвертер, солнечный контроллер и аккумуляторы лучше разместить на одной стойке либо просто рядом.

В моем случае получилось вот так. Провода от солнечных батарей, соединенных последовательно, подключены к солнечному контроллеру (провода имеет смысл взять потолще — от 6 мм², а лучше 10, если дом высокий, а электронику вы собираетесь поместить в подвале). Выход солнечного контроллера, как и выход инвертера, подключены к аккумуляторам, соединенным, в свою очередь, последовательно. В цепь аккумуляторов также необходимо поставить специальный автомат постоянного тока для защиты инвертера и для удобства отключения системы, если это потребуется.

В качестве шин для положительного и отрицательного полюса оказалось удобнее всего использовать выходы инвертера. Сюда же можно подцепить и ветрогенератор и все остальные источники энергии, если увлечение альтернативной энергетикой перейдет в хроническую стадию болезни. Как уже отмечалось, балласт не потребуется и аккумуляторы не перезарядятся — инвертер просто будет отдавать избыточную электроэнергию во внешнюю сеть.

Несколько тестов

В первую очередь надо отметить, что поставленная цель — не замечать кратковременные отключения (на несколько часов) и не особенно менять свои планы на день из-за упомянутой ночной грозы — достигнута полностью. Было и длительное отключение (в пределах недели), когда мы были в отъезде, и раньше бы, несомненно, по возвращении обнаружили разморозившийся холодильник, в морозилке которого всякий уважающий себя дачник хранит часть собираемого урожая. И если бы в цепи не было солнечных батарей, то, разумеется, такой результат не мог бы быть достигнут.

Интересно посмотреть, сколько же фактически вырабатывается энергии при разных погодных условиях. Если замерить мгновенную мощность, когда счетчик стоит, то при условиях, близких к идеальным (температура около 25 градусов, малооблачно, полдень), удается питать нагрузку около 300 В·А. Да, это заметно меньше теоретического заявленного максимума, но упомянутый холодильник от батарей работать сможет, и при этом счетчик продолжает скручиваться, даже в облачную погоду, что уже радует. А ниже — наблюдения в течение одной недели и показатели счетчика.

	Выработка, Вт
18 мая (облачно)	730
19 мая (облачно)	750
20 мая (малооблачно)	900
21 мая (солнечно)	1300
22 мая (облачно)	600
23 мая (пасмурно)	220

Итого 4,5 кВт. Поскольку в доме в это время работали только холодильник, ноутбук и освещение (энергосберегающими лампами, вечером), а также в пределах 30-40 минут в день работал скважинный насос, общее потребление составило 7,2 кВт. То есть, действительно, почти половину расхода, даже с учетом не самых благоприятных погодных условий, солнечные батареи скомпенсировали.

Хотя, подчеркну, это «побочный эффект», цели сэкономить на электричестве в данном случае не ставилось. Что касается именно вопросов экономии, то если присматриваться к альтернативной энергетике с этой точки зрения, в первую очередь имеет смысл перевести самую затратную статью — нагрев воды — с электричества на некий прямой источник тепла. То есть если уж говорить об экономии и привязывать ее к использованию энергии солнца, лучше начать с простого солнечного коллектора. И если опыт вам понравится, тогда наверняка захочется попробовать еще какой-нибудь источник альтернативной энергии. Поскольку занятие это заразное и увлекательное.

Дополнение (к обсуждению на форуме)

В первую очередь, надо добавить, что никакой опасности «для электриков» устройство в режиме экспорта мощности не представляет. Как нетрудно догадаться, выдача мощности в сеть прекращается при отсутствии внешнего напряжения (а вернее даже — после его снижения относительно запрограммированного пользователем минимального порога). В таком случае инвертер переходит в режим автономной работы и под напряжением остается только резервная линия, и соответственно, только то оборудование, которое вы к ней подключите. За год эксплуатации было довольно много отключений, и к корректности отработки этого состояния, к инвертору претензий нет.

Сами батареи не более нуждаются в обслуживании, чем обычные оконные стекла. Иными словами, если у вас мансардное окно явно своим видом указывает на необходимость мойки, не забудьте протереть и панели. В случае экологически чистого расположения вдали от трасс, по опыту, уборка требуется не чаще раза в год. В конце весны после цветения деревьев. Но в этом году, например, из-за обильных осадков, даже окна мыть не пришлось. Все же, в отличие от вертикальных стекол, наклонные хорошо очищаются дождем. Зимуют батареи у большинства пользователей, которых мне удалось опросить через одну из компаний установщиков таких систем, под снегом, проблем также нет. Хотя, разумеется, если вы планируете снимать напряжение и зимой, то размещать батареи лучше под большим углом или на каком-то поворотном кронштейне, чтобы снег не задерживался.

При выборе инвертора настоятельно рекомендую смотреть спецификации по стартовым токам, они у хороших моделей в несколько раз превосходят штатную мощность. Соответственно, не стоит доверять «ощущениям» или советам тех, кто хочет вам продать оборудование «с запасом». Запас необходим, но рассчитывать его необходимо не по «ощущениям», а по измерениям.

Кстати, буквально на днях сильная гроза опять «удивила» незадачливых подмосковных энергетиков падением сосен. И электричества не было примерно сутки. И как всегда на следующее утро ярко светило солнце, выполняя свою полезную работу.

 

.

Солнечная батарея для туристов: обзор лучших моделей

Содержание:

1. Характеристики портативных устройств
2. Критерии выбора
3. Модель Goal Zero Nomad 7
4. Модель Goal Zero Adventure Kit
5. Модель SOLARMONKEY ADVENTURER
6. Зарядка на солнечных батареях AcmePower AP-MF1918
7. Видеообзор

Без современных планшетов, смартфонов и других гаджетов очень многие не могут обойтись, даже в отрыве от цивилизации – в походе или на рыбалке. Заряда собственных батарей надолго не хватит, поэтому приходится заранее думать, как подзарядить то или иное техническое устройство. Одним из наиболее подходящих вариантов считается портативная солнечная батарея для туристов, используемая в полевых условиях. При небольших габаритах и весе, она способна обеспечить энергией любые электронные приборы.

Выбор туристических панелей зависит от многих факторов – условий эксплуатации, мощности заряжаемых устройств, а также от собственных параметров и технических характеристик.

Основные характеристики портативных устройств

Основной отличительной чертой туристических панелей является их эксплуатация в сложных условиях, при различных температурных режимах. Они практически всегда находятся под воздействием негативных факторов, поэтому к ним предъявляются более жесткие требования по сравнению с обычными устройствами.

Выбирая портативный источник питания, нужно прежде всего обращать внимание на его производительность. Если модель не способна выдавать нужный ток, то и нет смысла ее приобретать. Этот показатель рассчитывается, исходя из мощности одного или нескольких электронных приборов, которые требуют зарядки.

Портативная солнечная батарея для туристов должна обладать повышенной устойчивостью к механическим и другим воздействиям. На ее работоспособность обычно не влияют мелкие царапины и сколы, повышенная влажность, температура и прочие факторы. Как правило, стоимость таких панелей значительно дороже, чем обычных изделий, но это вполне реальная плата за повышенную эффективность и надежность.

Большое значения имеет масса переносной батареи. В среднем, такие устройства весят 7-9 кг и могут легко переноситься одним человеком. Если же для путешествий постоянно используется автомобиль, то в нем можно перевозить мощные панели с большим весом. Чаще всего предпочтение отдается моделям, помещающимся в рюкзаке и не занимающим много места. Они выпускаются в раскладных вариантах и обеспечивают одновременную зарядку нескольких гаджетов. Специалисты рекомендуют выбирать панели с поликристаллическими фотоэлементами, обеспечивающие зарядку при любой погоде.

Критерии выбора

Для того чтобы выбрать наиболее подходящее портативное зарядное устройство на солнечных батареях, следует воспользоваться определенными критериями. Эти правила основываются на параметрах и технических характеристиках солнечных батарей, условиях эксплуатации и других факторах.

Туристические панели рекомендуется выбирать по следующим показателям:

• Мощность или производительность. Выбирается в соответствии с количеством гаджетов, требующих зарядки. Следует учитывать их энергопотребление и способ применения солнечной батареи. Необходимо знать примерный прогноз погоды на длительное время, в том числе и количество ясных солнечных дней. Если не планируется активных телефонных разговоров, то вполне достаточно панели на 6-9 Вт. При наличии более мощных устройств потребуется зарядка уже на 10-20 Вт и аккумулятор Powerbank. Например, для ноутбука необходимо как минимум 15 Вт.
• Вес зарядного устройства, соотносимый с его мощностью. На 1 Вт приходится определенное количество граммов веса. Каждый турист стремится выбрать более легкую модель, однако, следует учитывать тот фактор, что более мощная панель обладает и повышенным весом.
• Показатели рабочего напряжения. Портативные солнечные аккумуляторы способны вырабатывать от 5 до 24 вольт. Существует целый ряд рабочих напряжений: 5, 9, 12, 17 и 24 В. Эти показатели, в зависимости от модели, могут выдавать все известные устройства данного типа.
• Стоимость. Ценовой диапазон очень широкий, но существуют и особенности, про которые надо знать. Например, гибкие аморфные батареи стоят в два раза дороже, чем монокристаллические при одинаковой мощности.
• Степень надежности. Определяется материалом панелей, конструкцией, качеством сборки и защитного покрытия. Монокристаллические панели очень хрупкие и требуют аккуратного обращения.

Учитывая рассмотренные критерии, вполне возможно выбрать для себя наиболее подходящий вариант. Правильно сориентироваться во всем этом разнообразии помогут обзоры наиболее популярных моделей.

Лучшие туристические солнечные батареи

Модель для походов Goal Zero Nomad 7

Данная переносная солнечная батарея отличается компактными размерами и небольшим весом. Это качественное изделие нового поколения, предназначенное для зарядки всех известных электронных мобильных галджетов с небольшим энергопотреблением и внешних аккумуляторов Powerbank.

Конструктивно батарея представляет собой складывающуюся книжку в прочном корпусе, защищенном от пыли и влаги. Вся система состоит из двух фотоэлектрических панелей на основе монокристаллов. Карман-чехол выполняет функцию подставки, благодаря чему панель может быть установлена на любой поверхности. Устройство оборудовано автоматическим перезапуском зарядки и индикатором интенсивности, поддерживающие постоянную готовность к использованию.

Портативная батарея оборудована стандартным разъемом USB и специальным выходом для подключения фирменного зарядного устройства. Возле этих выходов расположен сетчатый карман, закрывающийся на молнию, куда помещаются заряжаемые приборы.

Для более эффективной зарядки панель Goal Zero Nomad 7 устанавливается под прямым углом относительно солнечных лучей. После этого остается лишь подключить устройство, и начинается процесс зарядки. Фирменный аккумулятор заряжается примерно за 3-6 часов, мобильный телефон или плеер – за 1-3 часа, смартфон или навигатор – за 2-4 часа. Индикатор интенсивности показывает, насколько эффективно используется солнечная энергия.

Модель Goal Zero Adventure Kit

Конструктивно, это складная солнечная батарея, отвечающая всем современным требованиям. Подходит для зарядки практически всех известных электронных гаджетов.

Комплект портативной батареи Goal Zero Adventure Kit включает в себя саму солнечную панель и накопитель заряда, он же инвертор. В верхнюю часть встроен контроллер, а в целом в модели отсутствуют какие-либо внешние блоки и дополнительные проводники. Батарея складывается втрое и приобретает компактные размеры.

Две батареи на монокристаллах установлены в прочном текстильном влагостойком чехле, внутри которого имеется сетчатое покрытие. Для крепления к вертикальным поверхностям края панели оборудованы специальными петлями. В Adventure Kit отсутствуют хрупкие пластиковые элементы, поэтому падения ему не страшны. Солнечная батарея для похода весит 362 грамма, а габариты в закрытом состоянии – 150х230х25 мм. В разложенном виде длина и ширина составляют 480х230 мм. Вверху прибора располагается несколько выходов: на 5 В, USB и 12 В для адаптера по типу прикуривателя.

Накопительный аккумулятор состоит из четырех никель-металлогидридных батарей размера АА. Весь комплект заряжается в течение 4-6 часов, что соответствует зарядке по USB от обычной сети. Мощность накопителя составляет 7 ватт, а рабочее напряжение – 12 вольт. Под нагрузкой на выходе образуется 14-14,5 В. Максимальная сила тока на разъеме USB – от 600 до 700 мА. Нижняя часть панели оборудована светодиодным индикаторным фонариком, способным непрерывно работать в течение 20 часов.

Модель Solarmonkeу Adventurer

Данная модель была разработана специально для туризма, походов и других подобных мероприятий. Устройство размещается в прочном противоударном чехле, способном защитить от обычных ударов и падений. Чехол также защищает от пыли и влаги, поэтому батарея может работать под дождем. В условиях повышенной влажности производится лишь накопление заряда, поскольку заряжать устройства нельзя из соображений безопасности.

Портативная туристическая солнечная батарея Solarmonkeу Adventurer обладает высоким коэффициентом полезного действия и достаточно эффективна не только при солнечной погоде, несмотря на малый вес в 300 граммов. Достаточно прицепить ее к рюкзаку и начинать зарядку в одном из двух вариантов. Можно вначале полностью зарядить устройства, а затем подключить к нему смартфон, либо сразу подключить гаджет и заряжать его по мере накопления энергии.

Портативная батарея считается достаточно надежной и способна выдержать примерно 800 циклов заряда и разряда, после чего ее производительность начинает снижаться. В солнечную погоду для полной зарядки аккумулятора требуется примерно 9 часов. При пасмурной погоде эффективность уже не та, но устройство все равно будет работать, хотя и не так быстро.

Зарядное устройство на солнечных батареях AcmePower AP-MF1918

Ещё одна туристическая модель универсального аккумулятора, заряжаемого от солнечных батарей. В походах он выступает не только в качестве зарядного устройства, но и как осветительный прибор. Он полностью совместим со всеми мобильными телефонами, смартфонами, плеерами, навигаторами и другой аналогичной электроникой. Рабочее напряжение составляет 5-6 вольт, зарядный ток – 0,8 А. Емкость аккумулятора составляет 1000 мА. Полная зарядка от солнечного света осуществляется примерно за 10 часов.

Светодиодная панель обеспечивает световой поток в 60 Лм в течение 5 часов при условии полной зарядки аккумулятора. Походная солнечная батарея оборудована встроенной защитой от перенапряжения, перезарядки и коротких замыканий.

В комплект портативной панели входит 5 переходников для подключения различных мобильных устройств. Вес прибора 77 граммов, размеры – 123х57х16 мм.

Как сделать солнечную батарею на 60 Вт

Чтобы изготовить эту солнечную панель автору потребовалось 36 поликристаллических солнечных элементов. Размер элементов составляет 3 на 6 дюйма. Так как каждый элемент отдельно производит напряжение в 0.5 В, то соединив последовательно 36 элементов соответственно получается напряжение в 18 В. Этого напряжения вполне достаточно, чтобы питать 12 В аккумулятор даже в не солнечную погоду.

Материалы потребовавшиеся для изготовления данной модели солнечной панели:
1) солнечные элементы
2) саморезы
3) клей
4) деревянные бруски 20 на 20 мм
5) лист фанеры толщиной 10 мм
6) орг. стекло
7) пылезащитная перфорированная лента
8) ДВП
9) медная проволока
10) силиконовый клей

Рассмотрим более подробно процесс изготовления солнечной панели.

Для начала были приобретены солнечные элементы у двух разных продавцов. Один из них перестраховался и для того, чтобы элементы не повредились в дороге склеил их при помощи воска между собой. Второй комплект элементов от второго продавца не был столько аккуратно упакован, поэтому на нем обнаружились различные сколы по краям элементов. Однако даже со сколами элементы все еще продолжают работать и вырабатывать электричество, поэтому подобные недочеты больше относятся к внешнему виду будущей солнечной панели.

Еще до того как элементы были доставлены автор приступил к постройке корпуса своей будущей солнечной панели. Корпус панели автор решил собирать самостоятельно используя плотную фанеру толщиной 10 мм и бруски 20 на 20 мм, которые будут крепиться по краям листа фанеры. Бруски были прикреплены при помощи клея и саморезов. К сожалению автор не смог найти орг. стекла необходимой величины, поэтому разделил панель на две части установкой бруска по середине. Это позволило использовать более меньшие по размерам орг. стекла, которые имелись у автора.

Для того чтобы стекло не запотевало на солнце, и лишняя флага выходила из корпуса панели, автор сделал в нижней части короба и средней планке вентиляционные отверстия диаметром 6 мм. Для защиты от пыли и мелких насекомых, которые могли бы пролезть через данные отверстия, их было решено закрыть при помощи пылезащитной перфорированной ленты.

Для того, чтобы было более удобно монтировать солнечные элементы, автор вырезал две подложки из ДВП. Подложки должны быть такого размера, чтобы свободно помещаться между бортами корпуса.

Так же хотелось бы заметить, что отверстия на двп не несут никакой необходимости, просто автору попался именно такой материал.

Как уже было сказано автор использовал орг. стекло, чтобы защитить солнечную батарею и ее элементы от внешних погодных условий, однако не стоит забывать, что силикатное стекло довольно хрупкое, поэтому не рекомендуется использовать его для больших площадей без какого-либо укрепляющего материала (к примеру специальная пленка).

Так как сам корпус панели выполнен из древесины, то его тоже необходимо защитить от внешних погодных условий. Для этого автор обработал их антисептиком и накрыл несколькими слоями краски. Автор рекомендует красить конструкцию в светлые цвета, что существенно снизит температуру нагрева самого короба.

Для того, чтобы подложки из ДВП не меняли своей формы под лучами солнца их тоже было решено окрасить в несколько слоев с обеих сторон. В противном случае при намокании, и последующим высыхании они могут деформироваться навредив солнечным элементам, которые на них закреплены.

После того как основные части корпуса для солнечной панели были подготовлены, автор приступил к сборке самих солнечных элементов. Для начало необходимо было отделить элементы, которые были склеены между собой при помощи воска. Для этого они были опущены в теплую воду. Для того, чтобы элементы не повредились от скачков температуры, автор рекомендует класть их в воду комнатной температуры, затем медленно нагревать воду до 60-80 градусов. При данной температуре воск, скрепляющий элементы растает и их можно будет легко отсоединить друг от друга.

Для того чтобы полностью очистить элементы от воска автор рекомендует использовать емкость с нагретой водой и чистящим средством, а так же еще одну емкость с теплой водой, для ополаскивания.

После данной процедуры элементы необходимо оставить просыхать естественным образом, так как резкие перепады температуры могут вызвать трещины на самих элементах.

После того, как элементы высохнут вы можете приступать к пайке. Для этого автор разложил элементы лицевой стороной вниз. Шины, которые уже были припаяны к лицевой стороне элементов необходимо припаять к тыльной стороне каждого последующего элемента.

Ниже приведена схема пайки элементов:

Для закрепления на подложке на тыльную сторону каждого из элементов автор наносил каплю силиконового клея, после чего аккуратно придавливал для лучшего сцепления с поверхностью.

Как видно из фотографии первый и второй ряд соединены между собой медной проволокой, хотя можно использовать и обычную.

После сборки первой половины модуля, ее проверили на работоспособность и установили в корпус.

Провода которыми соединяются две половины солнечной панели проходят через отверстия для вентиляции, сами провода зафиксированы при помощи силиконового клея.

Для того, чтобы предотвратить разряд аккумулятора через солнечные элементы в ночное время или пасмурную погоду, на выходе солнечной батареи был последовательно подключен диод. диод должен быть рассчитан на соответствующую силу тока.

Для того, чтобы случайно не вырвать элементы изнутри, на выходящих проводах был завязан узел, а отверстия замазаны силиконом.

После тестирования, которое показало отличную работу солнечной панели, автор оклеил края корпуса алюминиевой лентой. Это позволит предотвратит попадание пыли и влаги через щель между корпусом и стеклом.

Автор рекомендует подключать солнечную батарею к аккумулятору через контроллер заряда, это позволит избежать перезаряда аккумуляторов и сохранить их рабочие характеристики.
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.