Использование солнечных панелей схема: Схема подключения солнечных панелей к аккумулятору, контроллеру и инвертору

Содержание

Схема подключения солнечных панелей к аккумулятору, контроллеру и инвертору

Как соединить солнечные панели?

Схема подключения солнечных батарей для подготовленного человека не представляет заметной сложности, но для неопытных пользователей необходимы некоторые разъяснения. Необходимо знать, как производится соединение солнечных панелей между собой, как выполняется подключение солнечных батарей к остальным приборам, входящим в состав комплекта. Существуют разные варианты соединения, которые используются для получения определенных параметров выходного тока и напряжения.

Схема подключения солнечных батарей загородного дома представляет собой систему соединения всех компонентов, которые, в свою очередь, так же соединяются друг с другом определенным образом. Например, необходимо знать, как соединить солнечные панели — параллельно или последовательно. Кроме того, надо выбрать тот или иной способ соединения в батарею аккумуляторов.

Схема устройства солнечной электростанции

Перед тем, как подключить солнечную батарею, необходимо выяснить ее конфигурацию.

В состав солнечной электростанции, помимо солнечных модулей, входит комплект оборудования, включающий следующие приборы и устройства:

  • контроллер заряда
  • аккумуляторные батареи (АКБ)
  • инвертор
  • коммутационные приспособления, предохранители

Контроллер выполняет диспетчерские функции, переключая систему либо в режим заряда АКБ, либо на подачу питания потребителей. Аккумуляторы получают заряд и накапливают его, отдавая энергию по мере необходимости. Если напряжение батарей достигло 14 В, контроллер прекратит процесс, иначе от перезаряда АКБ выйдут из строя. Инвертор — прибор, преобразующий постоянный ток в переменный и повышающий напряжение до стандартных значений.

Как правило, весь комплект используется в полном составе. Однако, существуют и другие, упрощенные варианты комплектации. В отдельных случаях потребители, питающиеся от постоянного тока, подключают напрямую к модулям. Это возможно только в дневное время, поэтому встречается лишь у специализированных устройств.

Также есть осветительные системы на солнечных батареях, которые не нуждаются в инверторах и работают на прямом питании от аккумуляторов. Иногда из комплекта исключают инвертор, если напряжение нагрузки не превышает 12 В постоянного тока. Этот вариант также встречается не часто и используется по возможности.

Пайка и сборка панелей

Для питания потребителей используют определенное количество модулей, которые соединяются в том или ином порядке. Сначала разрабатывается схема подключения солнечных панелей, которая позволяет получить от них максимальную эффективность.

Параллельно или последовательно?

Обычно одна панель имеет напряжение 12 В и мощность от 1,5 до 4,5 Вт, в зависимости от размера и количества фотоэлектрических элементов.

  • Параллельное соединение увеличит силу тока (и мощность), оставляя напряжение неизменным.
  • Последовательное соединение солнечных панелей повысит напряжение до 24 В, если соединить 2 модуля.
    Больше не делают, так как для аккумуляторов есть только 2 допустимых варианта — либо 12, либо 24 В.

Поэтому приходится комбинировать, добиваясь, чтобы схема подключения солнечной батареи к аккумулятору давала наиболее удачный результат.

Контактный отсек

Кроме того, надо иметь четкое представление, как соединить солнечные батареи между собой. Все модули оснащены специальным контактным отсеком, размещенным на задней стороне. Он устроен очень просто — два резьбовых зажима, отмеченные знаками «+» и «-». Пайка как таковая не требуется, поскольку монтаж производят в сложных условиях, где работа с паяльником не всегда возможна. Однако, если есть возможность сделать контакт более надежным и защитить его от окисления, никаких противопоказаний нет.

Тип провода

Для соединения обычно используют одножильный медный провод сечением 4 мм2. Важно, чтобы его изоляция была устойчива к воздействию ультрафиолета. Если этого нет, производят укладку проводов в защитный гофрированный рукав.

Расположения модулей

Во время соединения следует учитывать способ расположения модулей. Если они развернуты под одинаковым углом к солнцу, то все будут работать в одинаковом режиме. Однако, иногда приходится устанавливать разнонаправленные панели. Это бывает вызвано особенным устройством крыши, или желанием обеспечить более равномерную подачу питания в течение дня.

Важно! Надо учесть, что более освещенный модуль будет выдавать максимальный ток, который частично станет расходоваться на нагрев менее нагруженных плоскостей. Для исключения этого эффекта применяют отсекающие диоды, которые впаивают между пластинами с внутренней стороны.

Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС

Подключение солнечных панелей представляет собой поэтапный процесс, который может быть выполнен в разном порядке. Обычно производят соединение модулей между собой, затем собирают комплект оборудования и аккумуляторы, после чего панели подключают к приборам. Это удобный и безопасный вариант, позволяющий проверить правильность соединения всех элементов перед подачей напряжения. Рассмотрим эти этапы внимательнее:

К аккумулятору

Разберемся, как подключить солнечную батарею к аккумулятору.

Внимание! В первую очередь надо уточнить — прямого подключения панелей к АКБ не используют. Неконтролируемый процесс получения энергии опасен для батарей, может вызвать как чрезмерный расход, так и избыточную зарядку. Обе ситуации губительны, поскольку могут окончательно вывести АКБ из строя.

Поэтому между фотоэлектрическими элементами и батареями обязательно устанавливают контроллер, обеспечивающий штатный режим зарядки и отдачи энергии. Кроме того, на выходе контроллера обычно устанавливают инвертор, чтобы иметь возможность преобразования накопленной энергии в стандартное напряжение 220 В 50 Гц. Это наиболее удачная и эффективная схема, которая позволяет батареям отдавать или получать заряд в оптимальном режиме и не превышать свои возможности.

Перед тем, как подключить солнечную панель к аккумулятору, необходимо проверить параметры всех компонентов системы и убедиться в их соответствии. В противном случае результатом может стать потеря одного или нескольких приборов.

Иногда используется упрощенная схема подключения модулей без контроллера. Этот вариант применяется в условиях, когда ток от панелей заведомо не сможет создать перезаряд аккумуляторов. Обычно такой способ применяют:

  • в регионах с коротким световым днем
  • низким положением солнца над горизонтом
  • маломощными солнечными панелями, не способными обеспечить избыточный заряд АКБ

При использовании этого метода необходимо обезопасить комплекс, установив защитный диод. Он ставится как можно ближе к аккумуляторам и защищает их от короткого замыкания. Панелям оно не страшно, но для АКБ это весьма опасно. Кроме того, при расплавлении проводов сможет начаться пожар, что создает опасность для всего дома и людей. Поэтому обеспечить надежную защиту — первоочередная задача владельца, решение которой должно быть выполнено до ввода комплекта в эксплуатацию.

К контроллеру

Второй способ часто используется владельцами частных или загородных домов для создания низковольтной осветительной сети. Они приобретают недорогой контроллер и подключают к нему солнечные панели. Устройство компактное, по размерам соотносимо с книгой средних размеров. Оно оснащено тремя парами контактов на лицевой панели. К первой паре контактов подключают солнечные модули, к другой — присоединяют АКБ, а к третей — освещение или другие низковольтные приборы потребления.

Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов. Это проверочный этап, он нужен для определения работоспособности контроллера. Если прибор верно определил величину заряда батарей, приступают к подключению.

Важно! Солнечные модули присоединяют ко второй (центральной) паре контактов. Важно не перепутать полярность, иначе система не будет работать.

К третьей паре контактов присоединяют низковольтные светильники или иные приборы потребления, питающиеся от 12 (24) В постоянного тока. Больше ни с чем соединять такой комплект нельзя. Если необходимо обеспечить питанием бытовую технику, надо собирать полнофункциональный комплект оборудования — частную СЭС.

К инвертору

Рассмотрим, как подключить солнечную панель к инвертору.

Он используется только для питания стандартных потребителей, нуждающихся в 220 В переменного тока. Специфика использования прибора такова, что подключать его приходится в последнюю очередь — между блоком АКБ и конечными потребителями энергии.

Сам процесс никакой сложности не составляет. В комплекте с инвертором идут два провода, обычно черного и красного цвета («-» и «+»). На одном конце каждого провода есть специальный штекер, на другом — зажим типа «крокодил» для присоединения к клеммам аккумулятора. Провода согласно цветовой индикации присоединяют к инвертору, затем подключают к аккумулятору.

Как избежать распространенных ошибок?

Основными ошибками, встречающимися при соединении солнечных батарей, являются неправильные соединения и перепутанная полярность. Избежать их можно только одним способом — не спешить, внимательно следить за ходом работ, при возникновении сомнений не лениться проверять и уточнять назначение контактов, или их полярность.

Если используется подключение солнечных батарей к сети, схема усложняется, возникает опасность короткого замыкания или выхода приборов из строя. В таких ситуациях рекомендуется обратиться к специалистам, которые смогут правильно подключить приборы и соединить солнечные модули. Для пользователя будет полезным составить для себя схему соединений и отметить на ней полярность. Это поможет впоследствии повторить сборку и исключить ошибки.

Видео — инструкция: как подключить своими руками

Где дешевле купить солнечные батареи?

Как подключить Солнечные Панели (Схемы соединения)

Последовательное соединение, параллельное соединение и последовательно-параллельное соединение солнечных модулей

Возможные варианты подключения солнечных панелей

При монтаже солнечных электростанций неизбежно возникает вопрос – как соединять солнечные панели и чем отличаются варианты подключения. Именно об этом мы и поговорим в этой статье.

Существуют 3 варианта соединения солнечных панелей между собой:

-Последовательное соединение

-Параллельное соединение

-Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей

Для того чтобы разобраться чем они отличаются, обратимся к основным характеристикам солнечных панелей:

• Номинальное напряжение солнечной батареи – как правило 12В или 24В, но существуют и исключения
• Напряжение при пиковой мощности Vmp – напряжение при которой панель выдает максимальную мощность

• Напряжение холостого хода Voc – напряжение в отсутствии нагрузки (важно при выборе контроллера заряда АКБ)
• Напряжение максимальное в системе Vdc – определяет максимальное количество панелей объединенных вместе
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели
• Ток Isc – ток короткого замыкания, максимально возможный ток панели

Мощность солнечной панели определяется как произведение Напряжения и тока в точке максимальной мощности – Vmp* Imp

В зависимости от того какая схема подключения солнечных панелей выбрана, будут определяться характеристики системы солнечных панелей и подбираться соответствующий контроллер заряда.

Теперь предметно рассмотрим каждую схему соединения:

1)   Последовательное соединение солнечных панелей

При таком соединении минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и так далее.

При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Ток системы будет равен току панели с минимальным током. По этой причине не рекомендуется соединять последовательно панели с различным значением ток максимальной мощности, поскольку работать они будут не в полную силу.

Рассмотрим на примере:

Имеем 4 солнечных монокристаллических панели со следующими характеристиками:

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В
• Напряжение при пиковой мощности Vmp: 18.46 В
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В
• Напряжение максимальное в системе Vdc: 1000В
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А
• Ток короткого замыкания Isc:  5.65А

Соединив последовательно 4 таких панели мы получим на выходе номинальное напряжение 12В*4=48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В и Ток в точке максимальной мощности равный 5,42А. Эти три параметра задают нам ограничения при выборе контроллера заряда.

 

2)    Параллельное соединение солнечных панелей

В данном случае панели соединяются при помощи специальных Y - коннекторов. У таких коннекторов имеется два входа и один выход. К входам подключаются клеммы одинакового знака.

При таком соединении напряжение на выходе каждой панели будет равны между собой и равны напряжению на выходе из системы панелей. Ток от всех панелей будет складываться. Такое соединение позволяет, не поднимая напряжения увеличить ток от панелей.

 Рассмотрим на примере все тех же 4х панелей:

Соединив параллельно 4 таких панели мы получим номинальное напряжение на выходе равное 12В, Напряжение холостого хода останется 22,48В, но ток при этом будет равен 5,42А*4=21,68А.

3)    Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей

 

Последний тип соединения объединяет в себе два предыдущих. Применяя данную схему соединения панелей, мы можем регулировать напряжение и ток на выходе из системы нескольких панелей, что позволит подобрать наиболее оптимальный режим работы всей солнечной электростанции.

 

В случае такого подключения соединенные последовательно цепочки панелей объединяют параллельно.

 

Вернемся к нашему примеру с 4мя панелями:

Соединив по 2 панели последовательно и затем объединим их соединив цепочки панелей параллельно мы получим следующее. Номинальное напряжение на выходе  будет равно сумме двух последовательно соединенных панелей 12В*2=24В, напряжение холостого хода будет равно 22,48В*2=44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Такое соединение позволит максимально сэкономить на покупке контроллера заряда, поскольку от него не потребуется выдерживать больших напряжений как в случае последовательного соединения или больших токов как в случае параллельного соединения. Именно поэтому соединяя панели между собой необходимо стремится к балансу между токами и напряжениями.

 

О том как подобрать контроллер заряда можно прочитать тут –

 

А если вы хотите купить солнечную электростанцию ― позвоните по телефону 8-800-100-82-43 (+7-499-709-75-09) или оставьте заявку на сайте и мы  сделаем все необходимые расчеты и подберем оптимальную комплектацию для вас!

Схема подключения солнечных батарей (между собой и в энергосистему дома)

Подключение солнечных батарей нередко вызывает определенные вопросы, особенно когда требуется соединить несколько модулей. Кажется, что это очень сложный процесс, требующий специфических знаний. А на самом деле схема подключения очень проста, ее легко реализовать и собрать фотобатарею нужной мощности.

Существует три варианта включения батарей в общую цепь. Это последовательное, параллельное и смешанное (последовательно-параллельное) соединения.

Параллельное соединение

В этом случае одноименные клеммы двух модулей соединяются между собой («плюс» с «плюсом», «минус» — с «минусом»). Далее от клемм одного из фотомодулей выводятся провода, которые и подключаются или к контроллеру заряда, или непосредственно к аккумулятору. Таким образом, можно объединять любое количество солнечных батарей, главное – соединять друг с другом только одноименные клеммы.

Последовательное соединение

Эта схема подразумевает соединение «плюса» первого модуля с «минусом» второго, и вывод внешних проводов от «минуса» первого фотомодуля и «плюса» второго. Здесь также не имеет значения, сколько солнечных панелей будет объединено в одну батарею. Главное – не нарушить принцип. «Плюс» первого на «минус» второго, «плюс» второго на «минус» третьего, «плюс» третьего на «минус» четвертого и т.д. Провода от незадействованных клемм («минус» первого модуля и «плюс» последнего) выводятся на контроллер или аккумулятор.

Последовательно-параллельное соединение

Нередко используется и смешанная схема подключения. В этом случае для начала нужно собрать две группы параллельно соединенных модулей (объединив одноименные клеммы), а затем соединить их между собой последовательно так, как будто это единичные модули, а не группы. Количество групп (равно как и число батарей в них) может быть любым.

Зачем нужны разные соединения

Разные способы коммутации необходимы для получения нужных выходных параметров. К примеру, если требуется обеспечить мощность в 160 Вт и напряжение 12 В, а мощность одной солнечной батареи только 80 Вт при требуемых 12 В, то это означает, что нужно параллельно соединить 2 батареи. В итоге напряжение системы не изменится (12 В), а суммарная выходная мощность станет 160 Вт. Если же необходимо получить выходное напряжение не 12 В, а, скажем, 24 В, то в этом случае применяется последовательное соединение двух модулей. Смешанная схема позволяет регулировать оба параметра одновременно. Таким образом, используя разные типы коммутации можно собрать солнечную электростанцию с оптимально подходящими для работы характеристиками.

Подключение к энергосистеме дома

Что же касается интеграции собранного гелибатареи в энергосистему частного дома, то здесь есть несколько вариантов. Так, самой востребованной является схема с использованием контроллера заряда, батарейного инвертора и аккумуляторных батарей. Напряжение от гелиополя сначала направляется на заряд АКБ и лишь после этого передается на нагрузку.

Нагрузку, как правило, подразделяют на 2 категории: резервируемую (холодильники, газовые котлы, аварийное освещение и т.д.) и не резервируемую (обычное освещение, компьютер и пр.). Потребляемая мощность резервируемых приборов может быть любой, но длительность их автономной работы определяется емкостью АКБ.

Благодаря наличию особого батарейного инвертора становится возможной передача электричества на нагрузки в том случае, если напряжение на АКБ превышает заданное значение. При этом потребители могут запитываться от гелиоэнергии даже при наличии напряжения в центральной электросети. Таким образом, существенно уменьшается внешнее энергопотребление дома.

При отключении центральной сети инвертор запитает резервируемую нагрузку от АКБ. Если гелиополе в это время производит энергию, то инвертор использует и ее. Излишки солнечной энергии, не расходуемые на нагрузку, пойдут на зарядку АКБ. Данная схема отлично подходит для обеспечения автономного энергоснабжения, она работает и при отсутствии центрального напряжения питания. Но при этом не резервируемая нагрузка будет запитываться только от солнца (по остаточной технологии), приоритетными являются резервируемые потребители.

Если же планируется использовать гелиополе лишь для снижения энергопотребления из внешней сети, то можно воспользоваться более простой и дешевой схемой. Она гораздо выгоднее при редких и кратковременных отключениях электричества. Днем гелиополе снабжает энергией потребителей, если этого недостаточно, то электричество забирается из внешней сети. Но при отключении централизованного питания инвертор выключится и солнечная энергия не будет использоваться. Резервируемая нагрузка будет питаться от АКБ.

Солнечная батарея 5В: описание, подключение, схема, характеристики

Содержание

Обзор солнечной батареи 5В

В процессе эволюции человечество научилось добывать электрическую энергию, используя природные ресурсы. Это могут быть полезные ископаемые (теплоэлектростанции, использующие нефть, уголь или атомные, использующие ядерное топливо), водные ресурсы (гидроэлектростанции), поток ветра (ветроэлектростанции). Солнечные батареи – это набирающий популярность источник дешевого электричества, получаемого из солнечных лучей. Солнечная батарея состоит из фотоэлементов на основе кремния, которые прямо преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток.

К преимуществам солнечных батарей относятся:

  • высокая экологичность;

  • безшумность;

  • доступность;

  • постоянство – если полезные ископаемые могут закончиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит;

  • обширная область использования – могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.

Однако у солнечных батарей есть и недостатки:

Солнечная батарея  5В 1.2 Вт (рис. 1) идеально подходит для зарядки небольших аккумуляторных батарей и питания маломощных устройств. 


Рисунок 1


Технические характеристики

  • Максимальная выходная мощность: 1.2 Вт;

  • Напряжения холостого хода: 5 В;

  • Рабочий ток: 200 мА;

  • Коэффициент полезного действия (КПД) : 17%;

  • Размеры: 70 х 55 х 3 (±0.2) мм;

  • Вес : 17 г.


Пример использования

Перейдем к практическому использованию батареи. Проверяем напряжение холостого хода – 5 В, как и заявлено. Попробуем подключить к батарее светодиод (рис. 2).


Рисунок 2.

Мощность естественно зависит от освещенности. Ток КЗ на окне при ярком солнце 50-70 мА.

Проверим, насколько эффективно можно использовать данные солнечные батареи, точнее нескольких батарей, соединенных параллельно, для зарядки Li-ion аккумулятора 18650.

Список деталей:

  • солнечная батарея  5 В, 1.2 Вт - 4 шт;

  • Li-ion аккумулятор 18650 - 1 шт;

  • Модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 - 1 шт;

По документации рабочий ток 200 мА на одну батарею. Соединим 4 данных солнечных батареи параллельно и проверим ток кз. На окне при ярком солнце 150-220 мА. Для зарядки аккумулятора 18650 будем использовать модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 (рис. 3).


Рисунок 3.

Контроллер заряда TP4056 отключается от аккумулятора при достижении на аккумуляторе заряда в 4.2 В, при заряде сила тока постепенно понижается.

Схема подключения показана на рисунке 4.


Рисунок 4

Собираем схему (рис. 5) и приступаем к испытаниям.

       

Рисунок 5,6,7.

Выставляем устройство на солнце. Пошел процесс зарядки. Об окончании зарядки сигнализирует синий светодиод. Скорость зарядки очень сильно зависит от освещения.

 

Рисунок 8,9.

Контакты OUT+ и OUT- выводим на USB-разъем и можем использовать заряженный аккумулятор, например для зарядки телефона.


Часто задаваемые вопросы FAQ

  1. Батарея выдает недостаточный ток
  • Ток батареи зависит от солнечного освещения, найдите более солнечное место;

  • Объедините несколько батарей, подключив их параллельно.

 


Аккумуляторы для солнечных батарей и правила их подключения

Любая автономная система электроснабжения, которая питается от солнечной энергии, включает в себя несколько обязательных элементов: солнечные панели или батареи, инвертор, контроллер заряда и разряда и, конечно, аккумулятор. О нем то и пойдет речь в нашей сегодняшней статье. Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию. Их первостепенная задача – это накопление электроэнергии и последующая ее отдача.

Главная техническая характеристика аккумулятора – его емкость. По этому показателю можно определить максимальное время работы системы электроснабжения в автономном режиме. Помимо емкости следует учитывать срок службы, максимальное количество циклов заряда-разряда, температурный диапазон работы и другие показатели. Средний срок службы аккумулятора составляет 5-10 лет. Эта цифра зависит от типа аккумулятора и условий его использования.

Типы аккумуляторов

В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий:

  1. Gelled Electrolite.
  2. Absorptive Glass Mat.

Технология Gelled Electrolite стала применяться в конце 50-х годов. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние. Этот метод позволяет достичь абсолютной герметичности батареи, а циркуляция газов осуществляется в многочисленных порах желеобразного электролита. Большой плюс гелевых аккумуляторов для солнечных батарей, производимых с применением технологии Gelled Electrolite, это отсутствие необходимости доливки воды в течение всей эксплуатации.

Технология Absorptive Glass Mat была разработана в 70-е годы. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Его пропитывают электролитом и тем самым переводят в безжидкостное состояние. Дозируя количество электролита, добиваются того, чтобы заполненными оказались лишь мелкие поры, так как более крупные предназначаются для свободной циркуляции газов. AGM-батареи также не требуют дополнительного обслуживания.

Солнечные аккумуляторные батареи, производимые и по первой, и по второй технологии, обладают как достоинствами, так и недостатками. Узнать о них более подробно Вы сможете из таблиц 1 и 2.

Таблица 1. Преимущества

AGM технология GEL технология
Абсолютно герметичная конструкция исключает возможность утечки кислоты и коррозии клемм, а также позволяет монтировать АКБ в любом положении, за исключением вверх дном. Допускается установка аккумулятора на боковую поверхность и вверх дном.
Являются более устойчивыми к глубоким разрядам.
Исключена возможность взрыва и выделения газов, но при условии правильной зарядки. Стабильная работа при повышенной влажности и высоком уровне вибрации.
Стабильная работа батареи при температуре ниже -30°С. Возможность эксплуатации при температурном режиме выше +50°С и ниже -35°С, а также вблизи чувствительных электронных устройств.
Увеличение срока службы за счет повышенной виброустойчивости. Увеличение срока службы за счет использования активного материала, увеличивающего емкость аккумуляторной батареи.
Время полной зарядки аккумулятора в 7 раз меньше, чем время зарядки обычной свинцово-кислотной АКБ. Минимальная цена в категориях «Цена/Количество месяцев службы» и «Цена/Число циклов».

Таблица 2. Недостатки

AGM технология GEL технология
Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряжения В сравнении с классическими аккумуляторами гелевые АКБ имеют худшие показатели нагрузочных характеристик

Тонкости подключения

Первое с чем нужно определиться прежде, чем выбирать аккумулятор, — это требуемая емкость. Как правило, это значение выбирается с учетом среднесуточного потребления электроэнергии, не забывая при этом и про глубину разряда, которая должна составлять не более 50-70%. Правильный режим заряда/разряда – это главное условие, которое способно продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей. Также следует помнить, что слишком большой ток заряда снижает количество содержащегося в АКБ электролита, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.

Наибольшее распространение получили «солнечные» аккумуляторы с рабочим напряжением в 12 В. Как правило, их используют для сборки аккумуляторных блоков требуемого напряжения, например 24 В, 48 В и т.д. Основные параметры такого блока:

  • рабочая емкость;
  • ток заряда;
  • ток разряда.

Аккумуляторный блок рекомендовано составлять, используя последовательную схему соединения. В этом случае общее рабочее напряжение блока будет равняться сумме рабочих напряжений каждого подключенного аккумулятора.

Если же АКБ соединяются параллельно, то суммироваться будет не напряжение, а емкость. Напряжение же в этом случае останется неизменным. Но прежде, чем подключать батареи параллельно, необходимо выровнять на них напряжение.

Следующее условие – это температурный режим. Практически все АКБ для солнечной батареи способны выдерживать как низкие, так и очень высокие температуры. Но не стоит злоупотреблять этим, ведь увеличение температуры АКБ на 10°С приводит к ускорению всех химических процессов в 2 раза. А при заряде разница температур окружающей среды и батареи составляет 10-15°С, объясняется это процессом рекомбинации кислорода. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Соблюдение всех правил – это залог долгой эксплуатации аккумулятора, об этом следует помнить.

Рекомендуемая схема подключения

Использование солнечной батареи, у которой максимальное значение генерируемого тока примерно равно току зарядки аккумулятора, позволяет автоматически заряжать АКБ при освещении. В этом случае следует предусмотреть некоторые правила подключения солнечной батареи к аккумулятору. Схема приведена на рисунке ниже.


Первое, что необходимо учесть – это подключение аккумулятора через диод (на схеме VD1). Такой способ поможет решить сразу 2 проблемы:
  1. При плохом освещении напряжение солнечной батареи может стать ниже, чем напряжение на аккумуляторе. Без диода это приведет к разряду аккумулятора через внутреннее сопротивление солнечной панели вместо заряда.
  2. Применение диода исключает необходимость отключения солнечной батареи от аккумулятора в темное время суток.

Помимо диода рекомендуется последовательное подключение миллиамперметра к солнечной батарее. Он позволяет определить ток какой величины потребляет аккумулятор солнечной энергии. Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. Если же Вы планируете использовать аккумулятор во время его зарядки или подзарядки, позаботьтесь о подключении в схему буферного конденсатора (на схеме С1).

Статью подготовила Абдуллина Регина

Небольшое видео о параллельном и последовательном подключении батарей:

Схема автономного питания от солнечных батарей без контроллера заряда.

 

Схема автономного питания от солнечных батарей без контроллера заряда

отличается от типовой схемы подключения солнечных батарей простотой, надёжностью и эффективностью использования альтернативной энергии.

 

При всей своей простоте, и отсутствии контроллера заряда, позволяет зарядить аккумуляторные батареи на 100%.

 

Поскольку солнечные батареи являются полупроводником, обратный ток солнечных батарей в тёмное время суток ничтожно мал. Тем не менее, установка низковольтного диода в цепь между солнечной батареей и аккумулятором, весьма желательна, в целях безопасности короткого замыкания.

 

Для самой солнечной батареи короткое замыкание абсолютно безопасно.

Опасно замыкание аккумуляторной батареи.

Многим доводилось видеть, как плавиться  автомобильная проводка в случае короткого замыкания. Более 90% возгорания автомобилей происходит по этой причине.

 

Включение в цепь диода осуществляется возможно ближе к аккумуляторной батарее, чтобы обезопасить весь отрезок проводки от солнечной батареи до аккумулятора.

Разумеется, можно поставить плавкий автомобильный предохранитель или блок предохранителей.

В этом случае мы не отсекаем обратный ток,  исключаем возможность подключения "дневной нагрузки" непосредственно к солнечным батареям и усложняем проверку работоспособности солнечной батареи.

При наличии в цепи диода, достаточно убедиться в его нагреве при достаточной инсоляции.

При обрыве он будет холодным, а напряжение на входе диода отсутствовать.

Рекомендуется устанавливать диод с теплоотводом, радиатором.

Нагрев до 60°С считается нормальным.

Низковольтный диод, порядка 40 вольт, выбирается ввиду низкого падения напряжения на p-n переходе, 0,3 - 0,4 v.

В более высоковольтных диодах, 0,6 – 1,0 v. Вследствие чего, при равном токе, на низковольтном диоде происходит меньший нагрев, с соответствующими потерями мощности. Из школьной программы помним: I x U = W.

 

Далее..

 

* Все объёмные картинки являются ссылками по теме.

Часто задаваемые вопросы

Энциклопедия солнечных батарей  → Часто задаваемые вопросы


Вопрос: Возможно подключить нагрузку через инвертор напрямую к солнечному модулю, без аккумулятора?
Ответ: Существуют типы инверторов которые это допускают, но для обычных инверторов это окончится фатально. Нагрузка будет работать крайне нестабильно из-за изменений освещенности и кроме того с солнечной батареи инвертор не сможет "взять" ток больше её тока короткого замыкания. Аккумулятор накапливает энергию, позволяет включать нагрузки, превышающие мощность солнечной батареи;

Вопрос: Хочу установить СБ у себя в квартире в обычном высотке? Это возможно?
Ответ: Это возможно, но вопрос лишь в том насколько это целесообразно и какую Вы преследуете цель.Сомнительна экономическая целесообразность мероприятия- электричество, получаемое от солнца гораздо дороже традиционного электричества из "розетки", к тому же по разным причинам объемы получаемой энергии будут незначительны. Вы можете направить эту энергию на работу какой либо маломощной нагрузки, к примеру освещения на балконе, освещения аквариума, прочих мелких нужд, а также для «экзотики» или исследований;

Вопрос: У меня часто бывают перебои в электроснабжении. Могут ли солнечные батареи решить проблему?
Ответ: Для ответа на Ваш вопрос нужно все тщательно рассчитать. В расчете нужно учесть расход энергии в периоды отключения внешней сети, длительность отключения, имеется ли сезонность в отключениях, какова инсоляция в Вашем регионе с учетом предыдущего замечания. Как альтернатива решению с солнечными батареями может выступить обычная система резервного питанияя с возможностью запуска генератора в ручном или автоматическом режиме для заряда АКБ, т.к. солнечная система скорее всего будет слишком дорогой, да и попросту не сыграть никакой роли, если отключение произойдет ночью или в пасмурный день;

Вопрос: Какова эффективность крепления солнечной батареи на поворотную платформу?
Ответ: При слежении с помощью трекера за движением светила по азимуту дополнительная выработка 20%, при слежении еще и по высоте солнца плюс еще 10%;

Вопрос: В купленном мной солнечном модуле защитное стекло шершавое и напоминает пластик, что это?
Ответ: Нет, конечно это не пластик, а текстурированное стекло, к тому же закаленное. Вас вводит в заблуждение рисунок на поверхности, называемый текстурой. Для проверки Вы можете убедиться в этом ударив со всей силы молотком или кувалдой, а потом заказать новый солнечный модуль:) Такое стекло с текстурой отражает от своей поверхности меньше света, особенно это актуально под острыми углами падения излучения и такая поверхность более выигрышна по сравнению с обычным гладким стеклом;

Вопрос: На этикетке солнечного модуля и его паспорте заявлена некая мощность модуля, но в реале я чаще всего наблюдаю что батарея выдает мощность меньше этой величины. С чем это связано?
Ответ: Тестирование и паспортизация солнечных модулей проходит в определенных условиях освещенности, температуры и спектра источника света. Подобные условия(STC- Standart Test Condition, E=1000Вт/м*2, Т=25С, АМ=1.5) приняты единые во всем мире. В реальной жизни условия эксплуатации довольно значительно отличаются от тестовых. В первую очередь это интенсивность освещенности. На стенде модуль замеряется при освещенности 1000Вт/м*2, а в природе подобная освещенность редко достигается на широтах нашей страны. Даже в яркий солнечный день освещенность не превышает обычно 800-900Вт/м*2. Освещенность на поверхности солнечного модуля также сильно зависит от того насколько оптимально модуль ориентирован к солнечным лучам - если они падают на поверхность модуля не под прямым углом, то освещенность ниже максимально возможной в этом месте в это время. Во вторых под воздействием солнечного излучения солнечная батарея сильно(до 60-65С) нагревается и теряет в мощности. Именно поэтому солнечная батарея в морозный солнечный день может дать паспортную мощность и даже больше, если имеются переотражения от снега или иных предметов.

Вопрос: В некоторых модулях внутри соединительной коробки имеются какие то диоды. Зачем они нужны?
Ответ: Да, в модулях мощности более 60Вт есть подобные диоды. Такие модули бывают в составе систем мощности более 1кВт. А в таких системах средней мощности актуальна проблема выхода из строя модулей при частичном затенении. Эти диоды закорачивают затененную часть солнечного модуля для предотвращения выхода его из строя.


Вопрос: Насколько оправдано приобретение солнечных  модулей имеющих  КПД 20% и более?
Ответ:  Надеюсь что Вы не собираетесь выводить модули на космическую орбиту и имеете ограничение по весу:). Ну а если серьезно, то при отсутствии ограничений на площадь, отводимую под солнечные модули(например на катере), то экономичней покупать модули с типичным для массового производства  КПД 16-18%. Модули с высоким КПД стоят дорого и покупка их нецелесообразна для обычных целей;

Вопрос: Вы рекомендуете покупать специализированные АКБ вместо стартерных автоаккумуляторов при комплектации солнечной электростанции? Почему?
Ответ: Все дело в том , что автомобильные АКБ "заточены" под абсолютно другой режим работы, а именно на кратковременные большие стартерные токи , и вследствие этого срок эксплуатации стартерных АКБ при разряде малыми токами меньше, чем у специализированных АКБ, изготовленных технологии GEL и AGM. Кроме того стартерные АКБ крайне чувствительны к глубоким разрядам;

Вопрос:Как правильно подобрать сечение кабеля для компонентов солнечной установки?
Ответ: В разделе «Энциклопедия» в разделе «Самостоятельный монтаж системы» , а также в паспорте изделия приведены таблица и формула для расчета площади сечения кабеля в зависимости от величины протекающего тока, а также длины провода;

Вопрос: Мне сказали , что нужно соблюдать определенную последовательность при коммутации солнечной батареи, контроллера и аккумулятора.
Ответ: Да, это действительно очень важный момент. Необходимо первым подключить к контроллеру аккумулятор, затем солнечную батарею и только затем нагрузку. Если нужно все разобрать, то последовательность обратная. Несоблюдение этой последовательности приводит к выходу из строя контроллера. Иными словами нельзя оставлять контроллер с каким то напряжением "наедине", если не подключен аккумулятор;

Вопрос:Какие основные компоненты присутствуют в комплекте солнечной электростанции?

Ответ: Ответ: Помимо солнечной батареи в комплект фотоэлектрической станции входят: 1)Аккумулятор. Он выступает как буфер и накапливает энергию получаемую от СБ в течении дня; 2)Контроллер заряда- ведет интеллектуальный заряд АКБ, защищает АКБ от перезаряда и глубокого разряда; 3)Инвертор- преобразует постоянное напряжение АКБ в ~220В, если имеются нагрузки переменного тока; 4)Соединительные кабели; 5)Знания по монтажу системы:)

Вопрос:Короткое замыкание полюсов солнечной батареи как то отражается на её работе и ресурсе?
Ответ: Нет, СБ - это источник тока, которому не страшно короткое замыкание.;

Вопрос: Возможно применить обычный выпрямительный диод и не использовать контроллер заряда, чтобы АКБ не разряжался через СБ при низкой освещенности?
Ответ: Это возможно, если мощность СБ очень мала, а емкость аккумулятора велика. В этом случае перезаряд аккумулятора невозможен, но если мощность СБ значительна, то Вам необходимо вручную следить за заряженностью АКБ во избежание перезаряда и глубокого разряда АКБ. Обе крайности ощутимо сокращают жизнь АКБ;

Вопрос:Как должны соотноситься номинальное напряжение солнечной батареи и аккумулятора?
Ответ: Если Вы используете контроллер заряда ШИМ(PWM), то номинальное напряжение АКБ и СБ обязаны быть идентичны. При использовании контроллера заряда технологии МРРТ возможно подключить на его вход СБ с напряжением гораздо большим чем напряжение АКБ.Собственно в этом и состоит смысл МРРТ. Собственно в этом и состоит смысл МРРТ. Подробнее смотрите в разделе "Дополнительное оборудование-Контроллеры"

Вопрос: Я планирую установить солнечные батареи, но зимы у нас снежные и я хочу спросить как бороться со снежным покровом на СБ?
Ответ: Рецепт один- чистить+чистить. Любые механические способы подойдут, за исключением тех что могут нанести ущерб целостности СБ. Это может быть веник, швабра и т.д. и т.п. Например, иногда вполне достаточно подмести модуль, а оставшийся снег сходит довольно быстро с темной поверхности модуля;

 

Диаграмма

солнечной энергии | Полные диаграммы фактов о солнечной энергии

Если вы новичок здесь и просто ищете информацию о местных установщиках солнечных батарей, вы можете нажать здесь, чтобы запросить бесплатную оценку стоимости вашего дома. Спасибо за визит!

Производство солнечной энергии включает несколько источников энергии, как пассивных, так и активных. Важно различать разные типы систем производства солнечной энергии, поскольку средний домовладелец нередко их путает.Начнем с диаграммы солнечной энергии, попадающей на поверхность земли.

Затем мы представим схемы и обсудим фотоэлектрические солнечные батареи, солнечную горячую воду и концентрированную солнечную энергию. Самый простой способ подумать об этом: использую ли я солнечную энергию для нагрева воды (солнечная горячая вода и CSP) или я преобразую солнечный свет непосредственно в электричество (фотоэлектрические элементы)?

Схема солнечной энергии №1 - Инсоляция

Большая часть солнечной энергии отражается (облаками или отражающими поверхностями, такими как снег) или поглощается до того, как ударяется о поверхность земли.Чтобы получить представление о том, сколько энергии проходит через нашу защитную атмосферу: это больше энергии, чем в настоящее время хранится на планете во всех ископаемых видах топлива (см. Факт о солнечной энергии №1).

Схема солнечной энергии № 2 - Солнечная энергия (PV)

Солнечная энергия (электричество) производится двумя способами: путем прямого преобразования солнечной энергии в ток через фотоэлектрические панели (солнечные фотоэлектрические панели) , или путем концентрации солнечной энергии для создания пара и привода турбины (концентрированная солнечная энергия).

Солнечные фотоэлектрические устройства, которые можно установить на крыше или в больших «солнечных фермах», относительно легко понять. Солнечная энергия в виде света попадает на солнечную панель, которая возбуждает электроны в панели и создает электрический ток. Ток, создаваемый солнечной панелью, является постоянным или постоянным, и он течет в инверторный блок, который преобразует его в переменный или переменный ток (это то, что используется всеми вашими приборами и электросетью в Соединенных Штатах).

Большинство домовладельцев не знают, что бытовые солнечные панели связаны с сеткой , что означает, что здесь нет резервной аккумуляторной системы. Ток, подаваемый солнечными панелями, проходит либо в дом, либо в сеть через домашний электросчетчик. В некоторых районах домовладельцу может быть компенсирована эта избыточная мощность.

Подробнее: Как работает солнечная энергия? (Инфографика)

Схема солнечной энергии № 3 - Пассивная солнечная энергия

Пассивный солнечный свет относится к любому структурному элементу конструкции, который преобразует солнечный свет в полезное тепло. Эта грубая, но эффективная диаграмма показывает, как простой дизайн может существенно повлиять на отопление дома.Наклон крыши препятствует попаданию в дом яркого летнего солнца, в то время как нижнее зимнее солнце имеет прямой доступ. Летом в этом доме будет прохладно, а зимой будет много тепла - и все это без дополнительных затрат энергии.

Схема солнечной энергии №4 - Солнечная горячая вода

Солнечная горячая вода сильно отличается от солнечной фотоэлектрической энергии. Солнечный коллектор концентрирует солнечные лучи для нагрева воды, образуя замкнутый контур через нагревательный бак.Горячая вода поступает в бак с теплообменником (обычно используется вместе с водонагревателем, уже установленным в доме). По мере обмена тепла в баке вода перекачивается обратно в солнечный коллектор (определяется контроллером). Холодная вода, проходящая через резервуар, нагревается и попадает в ваш кран.

Подробнее: Факты о солнечной горячей воде и солнечной тепловой энергии

Схема солнечной энергии № 5 - Концентрированная солнечная энергия (CSP)

Концентрированная солнечная энергия, или CSP, работает с помощью набора линз или зеркал для фокусировки большой площади солнечного света (солнечной тепловой энергии) на небольшой площади.Большинство систем CSP работают за счет нагрева воды, которая в виде пара приводит в действие паровую турбину и производит электроэнергию. Легко спутать CSP с солнечной фотоэлектрической системой, но фотоэлектрическая энергия преобразует солнечную энергию непосредственно в электрический ток, а концентрированная солнечная энергия передает солнечную энергию в носитель (воду) в виде тепла. Посмотрите видео о концентрированной солнечной энергии.

Схема солнечной энергии №6 - Концентрированная солнечная фотоэлектрическая энергия (CSV)

CSV - одна из новейших форм солнечной технологии.Эти системы фокусируют большое количество солнечного света на небольшую фотогальваническую область - вроде мини-солнечной панели. Однако по сравнению со стандартными солнечными панелями системы CSV обычно намного дешевле в производстве, поскольку использование дорогих деталей (солнечных элементов) сводится к минимуму.

Другие посты, которые могут вам также понравиться:

[Фото предоставлено на Диаграмме № 2 № 4 № 6]

Как работают солнечные панели? Схема и шаг за шагом

Время чтения: 2 минуты

Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают, - как работают солнечные панели, превращая солнечный свет в электричество переменного тока, готовое к потреблению на месте.

Каждая солнечная фотоэлектрическая система состоит из нескольких компонентов: солнечных панелей (или «модулей»), инвертора, счетчика и существующего потребительского блока.

В этом руководстве мы кратко объясним, как работают солнечные панели, с помощью полезных диаграмм и пошаговых объяснений.

Как работают солнечные батареи

Схема солнечной энергии

На этой диаграмме солнечной панели показано, как солнечная энергия преобразуется в бесплатное электричество для вашего бизнеса или дома.

Нажмите на нашу диаграмму солнечной энергии для увеличения.

Как работают солнечные батареи, шаг за шагом

  1. Солнце излучает свет даже в пасмурные дни.
  2. фотоэлементов на панелях превращают свет в электричество постоянного тока.
  3. Ток проходит через инвертор, который преобразует его в электричество переменного тока, готовое к использованию.
  4. Ток подается через счетчик, а затем в домашний потребительский блок.
  5. Подключите и включите. Ваша система будет автоматически использовать произведенную вами бесплатную электроэнергию, а затем при необходимости переключиться обратно в сеть.
  6. Любая неиспользуемая вами электроэнергия экспортируется в сеть для использования другими.

Что такое солнечная радиация?

Солнечное излучение, чаще всего называемое дневным светом, питает солнечные фотоэлектрические панели. Однако не все места получают одинаковое количество или концентрацию солнечного излучения. Подумайте, например, о силе солнца в Шотландии по сравнению с Испанией.

Карта солнечного излучения UK

То же самое и в Великобритании; одни места подвергаются большему облучению, чем другие.Согласно PVGIS (программное обеспечение Европейской комиссии для оценки производства энергии с помощью фотоэлектрических панелей), разница в количестве электроэнергии, произведенной системой 4 кВт на южной скатной крыше под углом 30 градусов в John O'Groats и Lands End, составляет 840 кВтч. /год.

Щелкните по нашей карте солнечного излучения Великобритании, чтобы увидеть увеличенное изображение.

В этих расчетах учитывается общее облучение, полученное в течение года при различных условиях. Там, где прямая солнечная радиация не блокируется облаками, мы воспринимаем ее как солнечный свет.Там, где он блокируется облаками или отражается от других объектов, мы воспринимаем это как рассеянный свет. Рассеянный свет будет производить меньшую мощность, чем незаблокированный свет, потому что он имеет более низкую концентрацию солнечного излучения.

Уменьшите счета за электроэнергию вашей организации и сократите углеродный след уже сегодня. Узнайте больше о индивидуальных системах солнечных панелей, которые мы можем спроектировать, построить и обслуживать для вашего бизнеса уже сегодня.

Схема панели солнечных батарей

- Идеи чистой энергии

Схема нашей солнечной панели показывает, как солнечная энергия преобразуется в электричество с помощью кремниевого элемента.Изображение ниже не является схемой подключения солнечной панели. Если вам нужен доступ к схеме электропроводки, проконсультируйтесь со специалистом-электриком или установщиком солнечных батарей.

На приведенной выше схеме вы можете увидеть, как солнечная панель преобразует солнечный свет в энергию, чтобы обеспечить электричеством ряд приборов.

Эту энергию можно использовать для отопления с помощью солнечных панелей для горячей воды или электричества с помощью обычных солнечных батарей.

Теория схемы солнечных панелей

Как вы можете видеть из приведенной выше диаграммы солнечной панели, фотоны содержатся в солнечных лучах и излучаются на Землю.Как только эти фотоны достигают солнечной панели, они поглощаются кремниевым материалом, и это позволяет электронам сбиваться с их орбиты.

По мере того, как электроны сбиваются со своей орбиты, они становятся так называемыми «свободными электронами», которые способны улавливать ток, что приводит к перетоку электричества к внешним источникам.

Технологические прорывы продолжают повышать эффективность солнечных панелей. Это только помогает утвердить их позицию в качестве жизнеспособной альтернативы ископаемому топливу, когда речь идет о производстве электроэнергии.

Использование электричества от солнечных батарей

Как показано на схеме панели солнечных батарей, вы можете увидеть, как энергия поступает в различные места. Конечный пункт назначения зависит от того, как вы планируете использовать энергию ваших солнечных элементов.

Обычно солнечное электричество используется для включения его в существующий источник питания. Это помогает уменьшить количество электроэнергии, которая может потребоваться из других источников, возможно, из невозобновляемых источников. Электроэнергия, вырабатываемая солнечной панелью, также может использоваться для зарядки батарей.Это позволяет хранить электроэнергию для дальнейшего использования.

Некоторые владельцы солнечных панелей даже подключают свои системы к своей национальной электросети, чтобы они могли продавать оставшуюся электроэнергию. Этот процесс обычно называют «чистым измерением» в США и других странах.

Используя солнечные панели другой конструкции, их можно использовать даже для нагрева воды. Эта технология, известная как солнечная тепловая энергия, становится все более популярной во всем мире.Плавательные бассейны могут использовать солнечную тепловую энергию для нагрева воды. Однако установка нужного количества солнечных элементов для этой цели может оказаться очень дорогим вариантом.

Солнечная энергия имеет огромное преимущество, когда дело доходит до обеспечения электричеством удаленных мест. Эта технология может использоваться для относительно быстрого и дешевого производства электроэнергии по сравнению с традиционными источниками питания.
Чтобы получить более подробный список преимуществ и недостатков солнечной энергии, посетите нашу страницу, посвященную достоинствам и недостаткам солнечной энергии.

Система удаленных солнечных панелей может обеспечить электричеством жизненно важные задачи, когда прокладка электрических кабелей нецелесообразна или даже невозможна. Ключевой пример этого - спутники.

Solar 101: Как работает солнечная энергия (шаг за шагом)

Вы когда-нибудь смотрели на солнечные панели на крышах и задавались вопросом, что именно они делают и как? Что ж, эти высокотехнологичные пространства мерцающего стекла на самом деле являются всего лишь одним компонентом в сложной сети, которая использует возобновляемую энергию солнца для доставки электричества в дом.

Давайте посмотрим, как работает солнечная энергия, шаг за шагом.

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

ШАГ 1: Панели активируются солнечным светом.


Солнечная система стоечно-панельная

Каждая отдельная панель состоит из слоя кремниевых ячеек, металлического каркаса, стеклянного корпуса, окруженного специальной пленкой, и проводки. Для максимального эффекта панели группируются в «массивы» (упорядоченная серия) и размещаются на крышах домов или в больших открытых пространствах.Солнечные элементы, также называемые фотоэлектрическими элементами , поглощают солнечный свет в дневное время.

ШАГ 2: Ячейки вырабатывают электрический ток.


Слиток кремния и пластина

Внутри каждого солнечного элемента находится тонкая полупроводниковая пластина, сделанная из двух слоев кремния. Один слой заряжен положительно, а другой - отрицательно, образуя электрическое поле. Когда световая энергия солнца попадает на фотоэлектрический солнечный элемент, он возбуждает энергию и заставляет электроны «отделяться» от атомов внутри полупроводниковой пластины.Эти свободные электроны приводятся в движение электрическим полем, окружающим пластину, и это движение создает электрический ток.

ШАГ 3: Преобразуется электрическая энергия.


Солнечный инвертор. Изображение предоставлено SMA Solar Technology AG

Теперь у вас есть солнечные панели, эффективно преобразующие солнечный свет в электричество, но вырабатываемое электричество называется электричеством постоянного (или постоянного) тока, а это не тот тип электричества, который питает большинство домов, а именно электричество переменного тока (или переменного тока).К счастью, электричество постоянного тока можно легко превратить в электричество переменного тока с помощью устройства, называемого инвертором. В современных солнечных системах эти инверторы могут быть сконфигурированы как один инвертор для всей системы или как отдельные микроинверторы, прикрепленные за панелями.

ШАГ 4: Преобразованная электроэнергия питает ваш дом.


Солнечный микроинвертор

После преобразования солнечной энергии из постоянного тока в переменный ток она проходит через вашу электрическую панель и распределяется по дому для питания ваших приборов.Он работает точно так же, как электроэнергия, вырабатываемая через сеть вашей электроэнергетической компанией, поэтому ничего в доме не нужно менять. Поскольку вы по-прежнему подключены к своей традиционной энергетической компании, вы можете автоматически потреблять дополнительную электроэнергию, чтобы восполнить любую нехватку солнечной энергии из сети.

ШАГ 5: Счетчик нетто измеряет использование.


Умный электросчетчик

В пасмурные дни и ночью ваша солнечная черепица или панели могут не улавливать достаточно солнечного света для использования в качестве источника энергии; и наоборот, в середине дня, когда никого нет дома, они могут собирать излишки энергии - больше, чем вам нужно для работы вашего дома. Вот почему счетчик используется для измерения электроэнергии, протекающей в обоих направлениях - в ваш дом и из него. Ваша коммунальная компания часто предоставляет кредиты за любую избыточную мощность, которую вы отправляете обратно в сеть. Это известно как чистый счетчик .

Заключение

Теперь, когда вы знаете основы солнечной энергии, вы можете поразиться тому, как современные фотоэлектрические технологии могут улавливать огромную энергию солнца для управления домом. Может, это и не ракетостроение, но это определенно проявление человеческой изобретательности в лучшем виде.

Заинтересованы в солнечной кровле для вашего дома? Изучите наши солнечные продукты или найдите сертифицированного установщика солнечных батарей в вашем регионе.

Как работает солнечная энергия - сетевые, автономные и гибридные системы - Обзоры экологически чистой энергии

В сетевой системе это происходит после того, как электричество достигает распределительного щита:

  • Счетчик . Избыточная солнечная энергия проходит через счетчик, который подсчитывает, сколько энергии вы экспортируете или импортируете (покупаете).

  • Дозирующие системы работают по-разному во многих штатах и ​​странах по всему миру. В этом описании я предполагаю, что счетчик измеряет только электроэнергию, экспортируемую в сеть, как это имеет место в большей части Австралии. В некоторых штатах счетчики измеряют всю солнечную электроэнергию, произведенную вашей системой, и поэтому ваше электричество будет проходить через счетчик до того, как достигнет распределительного щита, а не после него. В некоторых районах (в настоящее время в Калифорнии) счетчик измеряет как производство, так и экспорт, и с потребителя взимается плата (или в кредит) за чистую электроэнергию, использованную в течение месяца или года.Я объясню больше об измерении в следующем блоге.

  • Электросеть . Электроэнергия, которая отправляется в сеть из вашей солнечной системы, может затем использоваться другими потребителями в сети (вашими соседями). Когда ваша солнечная система не работает или вы потребляете больше электроэнергии, чем производит ваша система, вы начнете импортировать или потреблять электроэнергию из сети.

Автономная система не подключена к электросети и поэтому требует аккумуляторов.Автономные солнечные системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы они вырабатывали достаточно энергии в течение всего года и имели достаточную емкость батареи для удовлетворения требований дома даже в разгар зимы, когда обычно гораздо меньше солнечного света.

Высокая стоимость батарей и автономных инверторов означает, что автономные системы на намного дороже, , чем сетевые системы, и поэтому обычно требуются только в более удаленных районах, удаленных от электросети. Однако стоимость батарей быстро снижается, поэтому сейчас растет рынок автономных солнечных батарей даже в больших и малых городах.

Узнайте больше о выборе лучшей автономной солнечной системы здесь

Что такое солнечная энергия и как работают солнечные панели?

Перейти к разделу "Как работают солнечные панели"

Что такое солнечная энергия?

Проще говоря, солнечная энергия - самый распространенный источник энергии на Земле. Около 173 000 тераватт солнечной энергии поражает Землю в любой момент времени, что более чем в 10 000 раз превышает общие потребности мира в энергии.

Улавливая солнечную энергию и превращая ее в электричество для вашего дома или бизнеса, солнечная энергия является ключевым решением в борьбе с текущим климатическим кризисом и сокращении нашей зависимости от ископаемого топлива.

Как работает солнечная энергия?

Наше солнце - это естественный ядерный реактор. Он выпускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые преодолевают расстояние 93 миллиона миль от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут. Каждый час на нашу планету воздействует достаточно фотонов, чтобы произвести достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить глобальные потребности в энергии на целый год.

В настоящее время фотоэлектрическая энергия составляет лишь пять десятых процента энергии, потребляемой в Соединенных Штатах.Но солнечные технологии улучшаются, и стоимость перехода на солнечную энергию быстро падает, поэтому наша способность использовать изобилие солнечной энергии растет.

В 2017 году Международное энергетическое агентство показало, что солнечная энергия стала самым быстрорастущим источником энергии в мире - это первый случай, когда рост солнечной энергии превысил рост всех других видов топлива. С тех пор солнечная энергия продолжает расти и бить рекорды по всему миру.

Как погода влияет на солнечную энергию?

Погодные условия могут влиять на количество электричества, производимого солнечной системой, но не совсем так, как вы думаете.

Идеальные условия для производства солнечной энергии включают, конечно же, ясный солнечный день. Но, как и большая часть электроники, солнечные батареи более эффективны в холодную погоду, чем в теплую погоду. Это позволяет панели производить больше электроэнергии за то же время. При повышении температуры панель вырабатывает меньше напряжения и вырабатывает меньше электроэнергии.

Но даже несмотря на то, что солнечные батареи более эффективны в холодную погоду, они не обязательно производят больше электроэнергии зимой, чем летом. Более солнечная погода часто бывает в более теплые летние месяцы. В дополнение к меньшему количеству облаков солнце обычно не светит большую часть дня. Таким образом, даже если ваши панели могут быть менее эффективными в теплую погоду, они все равно, вероятно, будут вырабатывать больше электроэнергии летом, чем зимой.

Получают ли одни государства больше солнечной энергии, чем другие?

Очевидно, в одних штатах солнца больше, чем в других. Итак, реальный вопрос: если погода может повлиять на производство солнечной энергии, являются ли одни государства лучшими кандидатами на использование солнечной энергии, чем другие? Короткий ответ - да, но не обязательно из-за погоды.

Возьмем, к примеру, облака. Любой, кто получил солнечный ожог в пасмурный день, знает, что солнечное излучение проникает сквозь облака. По той же причине солнечные панели все еще могут производить электричество в пасмурные дни. Но в зависимости от облачности и качества солнечных панелей эффективность производства электроэнергии солнечными панелями обычно снижается с 10 до 25 процентов или более по сравнению с солнечным днем.

Другими словами, солнечная энергия может работать в обычно облачных и холодных местах.Нью-Йорк, Сан-Франциско, Милуоки, Бостон, Сиэтл - во всех этих городах ненастная погода, от дождя и тумана до метели, но это также города, где люди получают огромную экономию за счет использования солнечной энергии.

Независимо от того, где вы живете, солнечная энергия может быть отличным вложением средств и отличным способом помочь в борьбе с изменением климата. Сколько вы сэкономите - и как быстро вы увидите окупаемость своих инвестиций в конкретном штате - зависит от многих факторов, таких как стоимость электроэнергии, доступные солнечные льготы, чистые измерения и качество ваших солнечных панелей.

Как работают солнечные панели?

Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они выбивают электроны из своих атомов. Если проводники присоединены к положительной и отрицательной сторонам ячейки, она образует электрическую цепь. Когда электроны проходят через такую ​​цепь, они вырабатывают электричество. Несколько ячеек составляют солнечную панель, а несколько панелей (модулей) могут быть соединены вместе, чтобы сформировать солнечную батарею. Чем больше панелей вы сможете развернуть, тем больше энергии вы можете ожидать.

Из чего сделаны солнечные панели?

Фотоэлектрические (PV) солнечные панели состоят из множества солнечных элементов. Солнечные элементы сделаны из кремния, как и полупроводники. Они состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле, как в батарее.

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

PV солнечные панели вырабатывают электроэнергию постоянного тока (DC). При использовании электричества постоянного тока электроны движутся по цепи в одном направлении.В этом примере показана батарея, питающая лампочку. Электроны движутся с отрицательной стороны батареи через лампу и возвращаются к положительной стороне батареи.

При использовании электричества переменного тока (переменного тока) электроны толкаются и притягиваются, периодически меняя направление, подобно цилиндру двигателя автомобиля. Генераторы создают электричество переменного тока, когда катушка с проволокой вращается рядом с магнитом. Многие различные источники энергии могут «повернуть ручку» этого генератора, например, газ или дизельное топливо, гидроэлектроэнергия, атомная энергия, уголь, ветер или солнце.

Электроэнергия переменного тока

была выбрана для электросети США, в первую очередь потому, что ее дешевле передавать на большие расстояния. Однако солнечные панели создают электричество постоянного тока. Как получить электроэнергию постоянного тока в сеть переменного тока? Используем инвертор.

Для чего нужен солнечный инвертор?

Солнечный инвертор получает электричество постоянного тока от солнечной батареи и использует его для создания электричества переменного тока. Инверторы подобны мозгу системы. Наряду с преобразованием постоянного тока в переменный, они также обеспечивают защиту от замыкания на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, выработку энергии и отслеживание точки максимальной мощности.

Центральные инверторы с самого начала доминировали в солнечной промышленности. Внедрение микроинверторов - один из крупнейших технологических сдвигов в фотоэлектрической индустрии. Микроинверторы оптимизируются для каждой отдельной солнечной панели, а не для всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы.

Это позволяет каждой солнечной панели работать с максимальным потенциалом. Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (возможно, она находится в тени или испачкалась) может снизить производительность всей солнечной батареи.Микроинверторы, такие как те, что используются в домашней солнечной системе Equinox от SunPower, делают это несложным. Если одна солнечная панель неисправна, остальная часть солнечной батареи по-прежнему работает эффективно.

Как работает система солнечных батарей?

Вот пример того, как работает домашняя солнечная энергетическая установка. Сначала солнечный свет попадает на солнечную батарею на крыше. Панели преобразуют энергию в постоянный ток, который течет к инвертору. Инвертор преобразует электричество из постоянного тока в переменный, который затем можно использовать для питания вашего дома.Это красиво, просто и чисто, и с каждым днем ​​становится все более эффективным и доступным.

Однако что произойдет, если вы не дома, чтобы использовать электричество, которое вырабатывают солнечные батареи каждый солнечный день? А что происходит ночью, когда ваша солнечная система не вырабатывает энергию в реальном времени? Не волнуйтесь, вы все равно можете получить выгоду от системы, называемой «чистое измерение».

Типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, в часы пик в дневное время часто производит больше энергии, чем нужно одному потребителю, так что избыточная энергия возвращается в сеть для использования в другом месте.Заказчик, имеющий право на чистое измерение, может получать кредиты за произведенную избыточную энергию и может использовать эти кредиты для получения электроэнергии из сети ночью или в пасмурные дни. Сетевой счетчик регистрирует отправленную энергию по сравнению с энергией, полученной из сети. Прочтите нашу статью о чистых счетчиках и о том, как это работает.

Добавление накопителей в солнечную систему еще больше усиливает эти преимущества. С помощью системы хранения солнечной энергии клиенты могут хранить свою собственную энергию на месте, что еще больше снижает их зависимость от электросети и сохраняет способность обеспечивать электроэнергией свой дом в случае отключения электроэнергии.Если система хранения включает программный мониторинг, это программное обеспечение контролирует производство солнечной энергии, использование энергии в домашних условиях и тарифы на коммунальные услуги, чтобы определить, какой источник энергии использовать в течение дня - максимизируя использование солнечной энергии, предоставляя заказчику возможность снизить пиковые расходы возможность сохранять электроэнергию для последующего использования во время отключения электроэнергии.

Если вы хотите узнать, сколько может сэкономить ваш дом или бизнес, запланируйте время, чтобы мы разработали индивидуальный дизайн и расценки на потенциальную экономию.

Похожие сообщения

DIY OFF GRID СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА: 12 шагов (с изображениями)

Первым компонентом, который мы собираемся подключить, является контроллер заряда. Внизу контроллера заряда в моем контроллере заряда есть 3 знака. Первый слева предназначен для подключения солнечной панели, имеющей положительный (+) и отрицательный (-) знак. Второй со знаком плюса (+) и минус (-) предназначен для подключения батареи, а последний - для прямого подключения нагрузки постоянного тока, например, ламп постоянного тока.

Согласно руководству по контроллеру заряда всегда сначала подключайте контроллер заряда к аккумулятору, потому что это позволяет ему откалибровать систему на 12 В или 24 В. Подключите красный (+) и черный (-) провода от аккумуляторной батареи к контроллеру заряда.

Примечание: Сначала подключите черный / отрицательный провод от аккумулятора к отрицательной клемме контроллера заряда, затем подключите положительный провод.

После подключения аккумулятора к контроллеру заряда вы можете увидеть, что светодиодный индикатор контроллера заряда загорается, показывая уровень заряда аккумулятора.

После подключения этого инвертора клемма для зарядки аккумулятора подключается к соответствующим положительным и отрицательным клеммам аккумулятора.

Теперь вам нужно подключить солнечную панель к контроллеру заряда. На задней стороне солнечной панели есть небольшая распределительная коробка с 2 подключенными проводами с положительным (+) и отрицательным (-) знаком. Клеммные провода обычно меньше по длине. Чтобы подключить провод к контроллеру заряда, вам понадобится специальный разъем, известный как разъем MC4.Смотрите картинку. После подключения солнечной панели к контроллеру заряда зеленый светодиодный индикатор загорится, если присутствует солнечный свет.

Примечание: Всегда подключайте солнечную панель к контроллеру заряда, повернув панель в сторону от солнца, или вы можете накрыть панель темным материалом, чтобы избежать внезапного высокого напряжения, идущего от солнечной панели к контроллеру заряда, которое может повредить его.

БЕЗОПАСНОСТЬ:

Важно отметить, что мы имеем дело с постоянным током.Таким образом, положительный (+) должен быть подключен к положительному (+), а отрицательный (-) с отрицательным (-) от солнечной панели к контроллеру заряда. Если он перепутается, оборудование может взорваться и загореться. Так что при подключении этих проводов нужно быть предельно осторожным. Рекомендуется использовать 2 цветных провода, т.е. красный и черный цвета для положительного (+) и отрицательного (-). Если у вас нет красно-черного провода, вы можете намотать красный и черный отводы на клеммы.

Подключите наконец нагрузку постоянного тока или свет постоянного тока.

Дополнительная защита:

Хотя контроллер заряда и инвертор имеют встроенные предохранители для защиты, вы можете разместить переключатели и предохранители в следующих местах для дополнительной защиты и изоляции.

1. Между солнечной панелью и контроллером заряда

2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *