Комплект солнечных батарей для дачи. Как подобрать, купить и использовать.
Многочисленные электроприборы за последние 50 лет настолько прочно вошли в обиход, что современный человек не может обходиться без электроэнергии даже несколько суток. При длительных поездках на дачу, которая расположена вне зоны электрификации, для освещения по вечерам и подзарядки мобильных устройств обязательно понадобится источник электроэнергии. Отличным вариантом для этой цели станет установка комплекта солнечных батарей.ы.
Из чего состоит комплект солнечных батарей для дачи.
В комплект небольшой солнечной электростанции для дома входит.
система солнечных панелей тип соединения (последовательный/параллельный) выбирается исходя из необходимого напряжения на инверторе.
система аккумуляторов соединяются аналогично солнечным панелям для достижения нужного напряжения на инверторе.
контроллер заряда аккумуляторных батарей подсоединяется последовательно между солнечными батареями и аккумуляторами, принимает важное участие в поддержании стабильности подаваемого на инвертор напряжения.
инвертор напряжения подключается к аккумуляторам параллельно контроллеру заряда, перерабатывает постоянное напряжение 12/24/48 вольт в переменное 220.
провода, разъемы.
Как и когда стоит использовать солнечные батареи на даче.
Специфика применения солнечной электроэнергии зависит от множества факторов, среди которых можно выделить.
мощность солнечных батарей позволяет заряжать емкие аккумуляторы, расширяет возможности по применению.
географическое расположение в северных широтах применение солнечных панелей менее эффективно (разница по России до 40.
мощность инвертора максимальная мощность подключаемых электроприборов 220 В.
емкость аккумуляторов увеличивает предел краткосрочной отдачи мощности системой, дает возможность копить энергию про запас.
погодные условия облачная, пасмурная, дождливая погода способна снизить эффективность батарей на 90.
время года зимой батареи не успевают наполнять аккумуляторы, летом наблюдается избыток мощности.
время суток ночью работоспособность полностью зависит от емкости аккумуляторов.
Большая емкость аккумуляторов в сочетании с мощностью инвертора позволяет периодически использовать мощные электроприборы, оставляя аккумуляторы на длительную подзарядку до следующего приезда. Наиболее популярно применение солнечных батарей для вечернего освещения, работы мобильной вычислительной техники и небольших холодильников.
В зимнее время такие дачи чаще всего покидают, или дополнительно устанавливают систему ветрогенерации.
Как правильно выбрать солнечные батареи для дачи.
Выбирая солнечные батареи, нужно учитывать такие факторы, как репутация производителя, отзывы пользователей, доступная для установки площадь, предполагаемая нагрузка, режим использования электроэнергии, природные условия, доступный бюджет.
Обязательно необходимо поинтересоваться классом долговечности генерирующих элементов, в дешевые панели часто вставляют элементы с маркировкой grade b или grade c, за несколько лет теряющие 10-40% своей мощности. Качественные элементы класса grade a теряют в первые годы не более 5% мощности, и способны поддерживать достаточную работоспособность до 30 лет.
Виды солнечных батарей.
Существует довольно большое количество различных видов солнечных батарей, которые можно применить для электрификации загородного участка, но в широкой продаже на отечественном рынке присутствуют только 3 модели, показавших наилучшее сочетание необходимых качеств.
Панели из монокристаллического кремния наиболее дорогой вид батареи, выделяется черным цветом квадратных фотоэлементов. Из-за высокого КПД (15-20%) такие панели стоит выбирать при желании выжать максимальную мощность с минимальной площади.
Панели из поликристаллического кремния дешевле монокристаллических на 15-20%, на 25% больше по площади. Панель состоит из синих прямоугольных фотоэлементов и имеет КПД 12-16%. Оптимальный вид батареи для установки на большой плоскости.
Панели из аморфного кремния дешевле поликристаллических на 10-20%, представляют собой гибкую пленку с нанесенными на нее темно-синими фотоэлементами. Хотя имеют низкий КПД (6-8%), хорошее поглощение рассеянного света и частичное поглощение инфракрасного спектра делает их применение оправданным в местности с частой облачностью. Пленочная конструкция облегчает крепление батарей на крышах нестандартной конструкции. Главным недостатком является в 2-3 раза более низкий срок службы.
Отдельно необходимо упомянуть подвид батарей из аморфного кремния микроморфные панели, представляющие собой чуть более дорогой гибрид аморфных с микровкраплениями кристаллического кремния. Вобрав в себя все достоинства от полиморфного кремния, он получил КПД 8-12% и увеличенный срок службы.
Мощность солнечных панелей.
Подбор мощности солнечных батарей необходимо вести, учитывая предполагаемые затраты энергии, и генерацию в самый бессолнечный период года. Приблизительную месячную мощность солнечного излучения в кВт*ч/кв.м для каждого региона с учетом колебаний длины светового дня и погодных условий можно посмотреть в справочных таблицах по инсоляции. Для вычисления минимально необходимой мощности панелей можно воспользоваться одним из двух методов.
умножаем табличное значение инсоляции для худшего месяца на КПД панели получаем значение максимальной месячной генерации от 1 кв.м генерирующей плоскости, делим предполагаемые затраты электроэнергии на полученное значение получаем необходимую суммарную площадь панелей.
делим предполагаемые месячные затраты электроэнергии на табличное значение инсоляции получаем необходимую минимальную мощность панелей в кВт.
К полученным значениям нужно добавить 20% на потери в дополнительном оборудовании. Для большей долговечности системы можно добавить еще 20-30 %. В случае использования монокристаллических панелей класса А такая надбавка может обеспечить системе до 50 лет безупречной службы.
При желании сэкономить можно ограничить траты электроэнергии в зимние месяцы. Находясь на солнечном электроснабжении только с марта по октябрь, необходимость в генерирующих мощностях можно сократить в 2-3 раза.
Дополнительное оборудование для комплекта.
Солнечная панель по сути не способна создавать необходимые для электроприборов значения тока, поэтому ее установку всегда сопровождает покупка дополнительного дорогостоящего оборудования. Это особенно актуально в России, где нет возможности продавать сгенерированные излишки солнечной энергии в сеть, и обязательным дополнением к солнечной батарее является система аккумуляторов и контроллер заряда.
Аккумуляторные батареи.
Аккумуляторные батареи служат надежным средством сохранения сгенерированной энергии и источником необходимого постоянного напряжения для работы электроприборов и инвертора. Используют обычно следующие типы аккумуляторов.
Автомобильный самый дешевый и доступный вариант, создает множество проблем, таких как короткий срок службы, необходимость постоянного обслуживания, необходимость в отдельном помещении для размещения, потеря энергии на саморазряд. Конструктивно не предназначены для службы в составе солнечной электростанции.
AGM самый дешевый из специализированных вариантов, герметичный, не требует особого помещения и обслуживания, срок службы 5-10 лет. Главный недостаток быстро теряет емкость в разряженном состоянии, поэтому плохо подходит для работы в автономном режиме полностью разряженный в декабре аккумулятор может к моменту набора заряда потерять 10-20% емкости.
Гелевый средней цены, имеет все преимущества AGM, выгодно отличаясь от последнего повышенной устойчивостью к полному разряду. Недостаток хотя и не так сильно, как AGM, но все же теряет емкость при частой службе в разряженном состоянии.
OPZs наиболее дорогой вариант, по этой причине не получивший широкого распространения на российском рынке. Имеет наилучшие показатели для автономных систем, обеспечивая отличную устойчивость к постоянным циклам глубоких разрядов/зарядов и срок службы до 20 лет. Недостаток аккумулятор требует отдельного помещения с обогревом и регулярного обслуживания.
Емкость аккумулятора.
Аккумулятор необходимо эксплуатировать в наиболее подходящих для него режимах работы, поэтому емкость подбирается не только по максимальным суточным потребностям в электроэнергии, но и исходя из типа аккумулятора. Например, если суточная потребность в электроэнергии составляет 1 кВт*ч, то аккумулятору напряжением 12 В понадобится расходовать емкость размером (Q=E/U) 1000/12 = 83 А*ч. Автомобильным и AGM аккумуляторам понадобится в 5 раз большая емкость для достижения максимальной долговечности, гелевым в 4 раза, OPZs в 3.
Учитывая особенности свинцовых аккумуляторов, для восполнения недостатка емкости рекомендуют повышать рабочее напряжение сети, используя последовательное соединение АКБ и панели большего напряжения. При параллельном соединении желательно использовать не более двух цепей, применение же более 4 недопустимо.
Устройство, преобразующее постоянный ток низкого напряжения в переменный 220 В. Главное при выборе инвертора его мощность и входное напряжение, вся остальная часть солнечной мини-электростанции должна соответствовать этим параметрам. Существуют 2 вида инверторов более дорогие синусоидальные, обеспечивающие идеальные условия для работы всех обычных электроприборов, и квазисинусоидальные, непригодные для некоторых видов техники.
При выборе также нужно учитывать следующее.
большие нагрузки на транзисторы . вызываемые необходимостью перерабатывать низкое напряжение в высокое, приводит к ускоренному выходу инвертора из строя. С целью устранения такого эффекта, рекомендуется при необходимой мощности более 500 Вт повышать входное напряжение до 24 В, а при мощности более 1,5 кВт до 48 В.
инвертор должен иметь КПД выше 90.
качественный инвертор должен быть оснащен трансформатором и защитами (замыкание, перегрев, нестандартное входное напряжение.
допустимый для работы диапазон температур.
инвертор должен быть оснащен контроллером разряда, отключающим внешнюю нагрузку при угрожающе низком для аккумулятора уровне заряда.
потери в режиме без нагрузки не должны превышать 1% от максимальной мощности.
Также стоит упомянуть нераспространенные в России сетевые инверторы, способные досылать в общественную электрическую сеть выработанную энергию, и переключать потребителя в случае необходимости на использование сети.
Контроллер заряда.
Основной функцией контроллера заряда является передача от солнечных панелей аккумулятору зарядного напряжения, не превышающего допустимые параметры.
Есть 3 основных типа устройств, выполняющих эту задачу с различной эффективностью.
On/Off самые дешевые, по достижении предельного напряжения прерывают подачу мощности. Очень сильно снижают передачу энергии от панелей, уменьшают ресурс и емкость аккумуляторов.
PWM средней цены, по достижении предельного напряжения останавливает его повышение, не прекращая полностью подачу энергии. Снижают передачу энергии от панелей.
MPPT наиболее дорогие, с помощью переработки высокого напряжения панелей в увеличенный зарядный ток обеспечивают полную передачу энергии от панелей.
При выборе нужно обратить внимание.
на мощность . которая должна соответствовать солнечным панелям с запасом в 20.
на диапазон используемых напряжений.
на наличие переключателя типа АКБ.
на наличие разнообразных защит, в первую очередь от грозы и короткого замыкания.
на наличие температурных датчиков и встроенного амперметра.
Крепеж для солнечных модулей.
Применяется 3 вида крепежа.
стационарный самый дешевый, панель жестко крепится к поверхности или каркасу, по сути представляет собой обычную обрешетку из металлопрофиля или крепление на кронштейнах.
с возможностью менять угол наклона по вертикали средней цены, представляет собой специальный каркас с телескопическими ножками.
с возможностью менять угол наклона по вертикали и по горизонтали, т.н. трекер особая конструкция, позволяющая получать максимальную мощность, но сравнимая по цене с устанавливаемой в нее панелью.
Обзор производителей комплектов и цен.
Солнечные панели производят сотни различных производителей, панели которых отличаются чаще всего только наклеенным лейблом, и местом окончательной сборки. Фотоэлементы же практически всех рядовых панелей производят в Китае. Наиболее известны китайские бренды: Y ingli, Jinko Solar, Trina Solar, JA Solar, Suntech Power, ReneSola; японские: Sanyo, Kyocera, Sharp Solar; американские . First Solar, Sunpower; корейский . Hanwha Solarone; канадский . Canadian Solar; германский : Solarworld.
Повышенную почти в 2 раза цену на передовые панели западные и японские производители компенсируют дополнительными гарантиями качества и нестандартными характеристиками, такими как улучшенное поглощение рассеянного света или повышенный КПД.
Существуют и российские бренды, среди которых стоит выделить заводы Хевел и Солнечный ветер , использующие для панелей фотоэлементы собственного производства.
Цена рядовых моделей не так сильно зависит от производителя, как от типа панели, и колеблется от 0,9 до 1,5 доллара за ватт номинальной мощности. Цена особых моделей ведущих производителей может достигать 3 долларов за ватт.
Где купить качественные солнечные батареи для дачи.
Оборудование для солнечных электростанций практически невозможно купить в обычном магазине или строительном супермаркете. Продажи в основном происходят со склада через объявления и интернет-магазины. Многие известные китайские корпорации и отечественные производители имеют склады готовой продукции по всей России, о возможности доставки по нужному адресу нужно узнавать на сайтах соответствующих организаций. Перед покупкой необходимо почитать отзывы о продукции и составить свое мнение.
Полный комплект солнечных батарей для дачи.
Многие производители солнечных батарей продают их в комплекте с остальными необходимыми устройствами, представляя их как готовую солнечную электростанцию. Хотя такой подход может обойтись в целом немного дороже самостоятельного подбора комплектующих, пользователь получает гарантию производителя на совместимость комплектующих, необходимую систему разъемов и креплений, и подробную инструкции по установке, эксплуатации и обслуживанию.
Какой комплект выбрать.
Выбор готового комплекта производится исходя из бюджета и планируемых для него задач.
Эконом вариант. Для жизни на даче в теплую половину года, используя электричество для зарядки аккумуляторов электроинструментов, ноутбука, телефона, вечернего освещения комнаты светодиодными лампами, подойдет комплект мощностью 100-200 Вт, оснащенный одним 12-ти вольтовым аккумулятором около 100 А*ч, PWM контроллером и 300-600 ваттным инвертором.
Стандартный вариант. Призван полностью обеспечивать базовые потребности жилища с марта по октябрь светодиодное освещение, зарядка устройств, работа холодильника, телевизора, небольшого насоса; в зимнее время превращается в эконом вариант. Для таких целей подойдет комплект мощностью 300-600 Вт, оснащенный MPPT контроллером на 24 В, инвертором мощностью 1-2 кВт, и двумя аккумуляторами по 200 А*ч.
Максимальный вариант. Для полного обеспечения жилища электроэнергией, в зимнее время придется ограничить использование мощных нагрузок, вроде микроволновой печи, утюга или бойлера. Для этой цели понадобится комплект мощностью 1,5-3 кВт*ч, с MPPT контроллером на 48 В и аккумулятором 400 А*чХ48 В. Вместо инвертора желательно наличие синусоидального ИБП на 5-10 кВт.
Приблизительная стоимость комплекта для дачи.
В зависимости от дополнительных свойств комплектующих, цена готовой солнечной станции составит приблизительно 300-400 долларов за каждые 100 Вт номинальной мощности панелей.
Или может быть сделать своими руками.
Своими руками подбирать комплектующие стоит в основном только при наличии тех или иных устройств из комплекта. Разница в цене между комплектующими по отдельности и целым комплектом в одном и том же магазине пренебрежимо мала или отсутствует. Другое дело, если покупатель разбирается во всех тонкостях работы генерирующей системы, и его не устраивают выбранные производителем комплектующие.
Стоит также упомянуть сбор сверхбюджетных станций, распространенный в странах СНГ по экономическим причинам. Покупатели экономят буквально на всем, покупая самые дешевые панели, или даже собирая их из фотоэлементов, используя старые аккумуляторы от автомобиля, самые дешевые инверторы с прямоугольной формой подачи напряжения, самодельные On/Off или PWM контроллеры, самодельные крепления из металлопрофиля. Такие комплекты чаще всего бесполезны в холодную половину года, но способны выполнять минимальные функции в сельскохозяйственный сезон.
Где установить комплект солнечных батарей для дачи.
Устанавливают солнечные батареи на открытые незатененные плоскости с южной стороны дома/крыши под углом к горизонтали, равным географической широте здания.
При возможности менять угол расположения в марте выставляют панели под углом примерно на 15 градусов меньше широты, а в октябре под углом примерно на 15 градусов больше.
При наличии солнечного трекера установленная на южную сторону панель под управлением электроники самостоятельно будет поворачиваться вслед за солнцем.
Собрал систему из двух панелей по 75 Вт и двух автомобильных аккумуляторов по 90 А*ч. Взял трансформатор на 1500 Вт для переработки в 220 В. Летом хватает на освещение всего дома и участка LED лампами, фонтан, работу простых инструментов, фильтр для очистки пруда. Солнечная энергия это здорово.
У меня энергетики запросили за электрификацию дома 8 тысяч долларов. Я посчитал и решил поставить себе солнечную станцию. 12 панелей по 200 Вт, 2 ветряка по 680 Вт, 4 специальных аккумулятора, инвертор на 3 кВт. Обошлось все примерно в 6000. Использую электричество свободно, нормальное освещение, холодильник, телевизор, компьютер, утюг, микроволновка, зимой немного не хватает, думаю доставить еще ветряк.
Купил солнечную электростанцию SAV-1800 с панелями на 600 Вт. Покупкой доволен, помогли установить и разъяснили, как обслуживать, более года работает исправно. Хватает на ноутбук, холодильник, освещение,Й насос.
Хотя средняя цена солнечного электричества из-за больших стартовых вложений и географического расположения в большинстве регионов России превосходит цену обычного, наличие собственной солнечной электростанции может спасти от сбоев в электросети или дать энергию там, куда сеть вообще не достает. Экологичность и полная независимость от внешнего мира главные аргументы в пользу выбора солнечных батарей для электроснабжения дачи.
Устанавливают солнечные батареи на открытые незатененные плоскости с южной стороны дома и лазаете на крышу зимой после каждого снегопада. Снег, мокрый снег. прекрасно ложится и держится на панелях. Или надо предусмотреть поворотные рамы для крепления панелей, чтобы зимой поднимать их на угол больше 60 градусов (или вообще вертикально, так они точно не закроются снегом.
Конечно, снег ложится и держится на панелях, поэтому можно предусмотреть этот момент в регионах где зимой выпадает много снега. Либо вариант предложенный вами, либо системы самоочистки на основе эффекта Вентури.
даже если снега выпадает МАЛО, солнечные панели, например, покрываются инеем.