Как выбрать солнечную электростанцию - советы от 'ЭкоВольт'.

Энергия солнца и ветра

Как выбрать солнечную электростанцию - советы от 'ЭкоВольт'.

     

Для выбора составляющих будущей солнечной электростанции необходимо определить:

1. Максимальную одновременно потребляемую и пусковую мощность
2. Ориентировочный объем требуемой энергии в Втч в сутки
3. Примерную широту места установки системы
4. Период использования системы в течение года

Обычно солнечная электростанция имеет в своем составе:

А) Солнечные батареи – преобразуют солнечный свет в электрическую энергию постоянного тока;

Б) Контроллер – значительно ускоряет процесс заряда и продлевает срок службы аккумуляторов, информирует о состоянии системы ;

В) Аккумуляторы – хранят вырабатываемую солнечными батареями энергию для последующего использования;

Г) Преобразователь (Инвертор) – превращает напряжение постоянного тока от аккумуляторов в 220В переменного с частотой 50Гц для питания бытовых приборов.

Пример расчета выбора солнечной электростанции

На дачном участке в Подмосковье нет возможности провести магистральное электричество. Для комфортного проживания в течение дачного сезона, обычно с марта по сентябрь, требуется круглосуточное питание компрессорного холодильника, телевизора и нескольких энергосберегающих ламп по 4 часа, насоса для полива из колодца около 1 часа (700-1000л, т.е. примерно 2-4 бочки) в сутки.

Максимальную одновременно потребляемую и пусковую мощность, а также ориентировочный объем требуемой энергии (кВтч) в сутки прикинуть довольно просто. Необходимо умножить мощность прибора в ватах (Вт) на время работы (ч) в сутки, а затем сложить данные по всем приборам.

 Самая большая пусковая мощность в этом списке у холодильника – до 2000Вт.

Холодильник работает за счет компрессора с электродвигателем, в этом случае обязательно использование надежного преобразователя с синусоидальной формой выходного сигнала.

Следовательно, необходимо использовать синусоидальный преобразователь с постоянной мощностью свыше 620Вт и пусковой свыше 2000Вт.

Ориентировочный объем требуемой энергии составил 1700Вт*ч в сутки.

О типах аккумулятора в солнечных электростанциях

В автономных системах используются два основных типа промышленных герметичных необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: AGM и GEL. Не углубляясь в тонкости технологий, можно определить области их применения.

AGM - небольшая цена, длительный срок эксплуатации, идеально подходит для буферных систем бесперебойного питания, особенно при кратковременных разрядах большой мощности. Применение в автономных системах возможно с оговорками, т.к. при глубоких разрядах желательно начать зарядку в ближайшее время, желательна положительная температура использования для сохранения емкости.

GEL – сохраняя основные достоинства AGM, имеют ряд своих преимуществ. Менее болезненно переживают глубокие разряды в циклических режимах, полностью восстанавливаются, даже когда к процессу заряда не приступили немедленно после разряда, лучше переносят длительные нагрузки с малыми токами и плохие условия подзаряда, менее подвержены потери емкости вследствие низких температур. Идеальны для полностью автономных систем в сложных условиях с мощностями до 0,3С (трети емкости АКБ в час), однако стоимость выше AGM.

- хранить аккумуляторы только в заряженном состоянии , особенно при отрицательной температуре окружающей среды;

- на постоянной основе заряжать аккумуляторы током не выше 0,15С (15% емкости АКБ в час);

- на постоянной основе не разряжать аккумуляторы ниже 50% емкости.

В вышеописанных аккумуляторах емкостью 200Ач доступно около 2000Вт*ч энергии до полного разряда (разряд на 70-80%, до 11,2-10,5В).

При повышении напряжения в сети постоянного тока в разы снижаются потери в проводниках, так при повышении напряжения с 12 до 24 вольт потери снизятся в 4 раза.

Желательно сразу закладывать подобную систему с напряжением сборки аккумуляторных батарей не ниже 24В.

Следовательно, необходимо использовать гелевые аккумуляторы напряжением 24В и общей емкостью от 200Ач с надежными перемычками (т.е. два последовательно соединенных АКБ 12 В 200Ач).

Выбор солнечных панелей

Солнечная активность в условиях Подмосковья (примерно 55 градусов северной широты) с марта по сентябрь обуславливает суточное поступление энергии примерно равное пяти расчетным часам работы с паспортной мощностью.

Необходимо разделить объем необходимой энергии в сутки на 5, получим минимально необходимую мощность солнечных батарей. Для компенсации снижения выработки в пасмурные дни, КПД зарядки и преобразований, а также увеличения надежности системы рекомендуем умножить получившееся число на коэффициент 1,3.

1700Втч/5ч=340Вт минимально,
рекомендуемые 1700Втч/5ч=340Вт 1,3=442Вт

Выбираем ближайшие из модельного ряда два солнечных модуля по 230Вт каждый, т.е. у нас получится 460Вт паспортной мощности.

Данные солнечные модули (рабочее напряжение 29В) необходимо использовать с современным контроллером MPPT (технология отслеживания точки максимальной мощности) и возможностью понижать напряжение, т.е. работы с различными напряжениями на солнечных модулях и аккумуляторной батарее.

Напряжение сборки солнечных модулей в точке максимальной мощности желательно подбирать вдвое выше номинального напряжения на общей сборке аккумуляторных батарей. При этом достигается максимальный КПД преобразования в контроллере MPPT.


Выбор контроллера для солнечных батарей

При подборе контроллера необходимо разделить паспортную мощность солнечных батарей на напряжение аккумуляторной сборки, мы получим максимальный ток зарядки. Контроллер должен на постоянной основе выдерживать такое значение зарядного тока. Также модели с экраном предоставляют значительно больше информации о работе системы, чем их конкуренты со светодиодной индикацией.

460Вт/24В=19А минимально, рекомендуем от 20А.

Оптимальным выбором будет контроллер MPPT с экраном и максимальным рабочим током от 20А.

КРАЙНЕ ВАЖНО правильно подобрать кабели с качественной изоляцией и достаточного сечения.

Рекомендуем для подключения солнечных батарей использовать специализированный солнечный кабель с двойной изоляцией, стойкой к воздействию воды и ультрафиолета. Укладка на крыше может осуществляется  без дополнительной защиты.

Комплекты настоятельно рекомендуем дополнить устройствами защитного отключения (УЗО) и автоматическими выключателями на постоянный и переменный ток.

Получился следующий комплект -

Вышеописанным расчетным требованиям удовлетворяет например комплект - Солнечная электростанция "Независимая Дача ЭС-02.01" 460MPPT-400GEL-1500.

Поделиться статьёй с друзьями:

Другие статьи раздела "Советы, идеи, решения":

  1. 20.06.13 Как выбрать солнечную электростанцию - советы от 'ЭкоВольт'.
  2. 16.06.13 Двенадцать вариантов быстрого уничтожения нового АКБ
  3. 15.06.13 Балансир для кислотных аккумуляторов
  4. 14.06.13 Подумать на досуге - парадоксы энергии
  5. 13.06.13 Цены и расчёты расходов на дом на солнечных батареях или ФЭС
Страница: 01 02 03 04 05 06 07 08 09