Життя поза електромережею набуло величезної популярності за останні кілька років, і однією з найважливіших потреб, коли живеться поза мережею, є стабільне постачання енергії. Серед небагатьох доступних варіантів джерел енергії найбільшою популярністю користується сонячна батарея, завдяки очевидним причинам її неймовірної гнучкості та надійності роботи, а також простоти монтажу. Як результат, відключення від мережі сьогодні є майже синонімом переходу на сонячну енергію.
Наступна стаття структурована як покроковий процес, який навчить вас, як вибрати відповідні батареї, сонячні батареї, інвертор і контролер заряду, а потім вкаже, як їх правильно підключити та налаштувати.
1. Аналіз навантажень
Спочатку складіть список усіх приладів, які будуть працювати, і визначте кількість годин, протягом яких вони залежатимуть від сонячної енергії.
По-друге, перевірте таблицю технічних характеристик кожного приладу зі списку, щоб дізнатися їхню потужність.
Далі вам потрібно обчислити ват-годину: ват-годину = ЧАС РОБОТИ x ПОТУЖНІСТЬ ПРОДУКТУ
Нарешті, обчисліть загальну ват-годину. Це число, яке ви отримуєте, коли обчислюєте ват-години для окремих продуктів, а потім додаєте їх усі разом.
Наприклад:
Світлодіодні лампи: 20 Вт х 8 годин = 160 Вт·год; Холодильник: 100 Вт x 24 години = 2400 Вт·год
Ноутбук: 35 Вт x 4 години = 140 Вт·год; Телевізор: 50 Вт х 2 години = 100 Вт год
Всього: 2800 Вт*год
2. Вибір батареї
Доступно багато типів свинцево-кислотних акумуляторів, включаючи залиті, гелеві та абсорбуючі скломатові (AGM). Вони коштують менше, ніж LiFePo4 батареї, але недоліки свинцевої кислоти переважують цю перевагу. Вони важкі, що робить їх поганим вибором для мобільних установок. Завдяки меншому терміну служби (від 300 до 1000 циклів) з часом ви будете платити за них більше.
Потім виберіть правильний розмір акумулятора:
Отримавши специфікації для всього, почніть із придбання та встановлення батарей. Акумулятори на ринку існують 12В/24В/48В. Можливо, вашій системі потрібна інша напруга. Це залежить від вхідної напруги інвертора.
Виходячи з наведених вище навантажень, помножте це число на кількість днів автономної роботи (DoA), тобто середню кількість днів, коли ви очікуєте повного хмарного покриття.
Тобто: 2800 Вт·год/день x 3 DoA = 8400 Вт·год
Припустимо, що вибрано систему 48 В, необхідна А-год становить: 8400 Вт-год/48 В=175 А-год
Виходячи з цих рівнянь, нашій батареї потрібно щонайменше 175 Ач, щоб забезпечити цю просту систему.
3.Вибір контролера заряду
Контролер заряду - це пристрій, розташований між акумулятором і сонячною панеллю, який використовується для регулювання струму та напруги, що надходить від сонячних панелей. Він регулює заряд батареї в міру підвищення вхідної напруги від панелей. Таким чином, контролер заряду запобігає перезаряду акумулятора.
Існує три види контролерів заряду на вибір:
ON/OFF, відомий як найменш ефективний; MPPT, що зберігає статус високоефективного, але дорогого контролера заряду; ШІМ, який забезпечує задовільні результати за досить доступною ціною.
Остаточне рішення має прийматися на основі ваших особистих уподобань, але наша порада полягає в тому, щоб обрати MPPT або PWM
4. Вибір інвертора
Інвертор — це пристрій, який використовується для перетворення постійного струму в змінний струм (AC), тобто електрику, яка живить ваші прилади.
Інвертори постачаються з попередньо визначеною номінальною напругою, при цьому менші розміри зазвичай мають номінал 12 В або 24 В. Під час налаштування всієї системи виберіть сонячні панелі, контролер заряду та батареї, щоб вони відповідали цьому рейтингу.
З боку номінальної потужності завжди вибирайте інвертор трохи більший, ніж розрахований розмір системи. Наприклад, інвертор потужністю 5000 Вт повинен працювати, якщо ваш розрахунок навантаження показує, що вам потрібна система потужністю 4000 Вт. І останнє, але не менш важливе, завжди віддавайте перевагу інвертору з вихідною синусоїдальною хвилею для найкращої ефективності.
5.Вибір панелі сонячних батарей
Виходячи з розрахунку навантаження та вибраних акумуляторів, контролера та інвертора, наступним кроком буде вибір і встановлення відповідних сонячних панелей на основі номінальної напруги.
Мета сонячної панелі полягає в тому, щоб перетворювати сонячне світло, яке вона отримує, в електрику у вигляді постійного струму (DC). Зазвичай їх класифікують як монокристалічні та полікристалічні, причому перші трохи дорожчі, але ефективніші.
Фактори, що визначають розмір сонячної панелі:
a. Добове споживання енергії;
b: кількість сонячних годин пік:
Першим кроком для визначення розміру сонячної панелі є визначення кількості сонячного світла, яке отримує місце вашого проживання. Хоча кількість сонячного світла, яке отримують ваші панелі, важлива, більш точне уявлення про кількість енергії, яку можуть виробляти ваші панелі, — це години пік сонця.
Пікові сонячні години — це кількість годин на день, протягом яких середнє сонячне опромінення (сонячне світло) становить 1000 ват на квадратний метр (Вт/м2) або 1 кіловат на квадратний метр (кВт/м2).
Одна пікова сонячна година = 1000 Вт/м2 або 1 кВт-год/м2 сонячного світла
в. Ефективність сонячних батарей:
Ви ніколи не отримаєте номінальної потужності від сонячної системи, тому що з нею пов’язано небагато втрат, наприклад:
1). Втрати від забруднення: втрати через осідання пилу на сонячній панелі
2). Втрата затінення: втрата через тінь від дерев і будівлі поблизу панелей
3). Втрата проводки: втрата виникає в кабелях між панелями та кабелі від панелей до акумуляторної батареї.
Типова ефективність становить 70% (вважається найгіршою ситуацією)
Розмір сонячної панелі:
Щоб визначити потужність сонячної батареї, можна використати наступну формулу:
Ватт сонячної панелі = добове споживання енергії (Вт·год) / (пікова сонячна година x ефективність системи)
Добове споживання енергії = 2800WH
Пікова сонячна година = 4,5 год
Вт панелі = 2800 / (4,5 x 0,7) = 888,88 Вт
Якщо припустити, що використовувана панель має потужність 450 Вт, необхідна кількість:
Кількість панелей=888,88Вт/450Вт=2
Ви повинні придбати 2 панелі 450 Вт
Інтерес до сталого автономного життя зріс в останні роки, і рідко є кращий варіант для ваших потреб у автономній енергії, ніж встановлення системи сонячної енергії. Усе, що вам потрібно, щоб спроектувати та встановити власну автономну установку, це з’ясувати специфікації, виконати кілька базових розрахунків, зрозуміти основи, і ви на шляху до створення автономної автономної гавані.
