Солнечная энергия – в помощь огородникам

Солнечная энергия для дома

Дата публикации: 21 сентября 2018

Солнце является возобновляемым источником энергии, который можно использовать без вреда для человека и окружающей среды. Кроме того, постоянно растущие цены на электроэнергию заставляют задуматься о переходе на альтернативный источник энергии, для которого установка оборудования окупится всего за несколько лет.

Что такое солнечные коллекторы и как они работают?

Прежде чем перейти к рассмотрению устройств, способных преобразовывать солнечную энергию в электрическую, стоит так же обратить внимание на аппараты, при помощи которых можно использовать тепловую солнечную энергию для дома.

Солнечные коллекторы – это устройства, которые посредством нагрева вещества-теплоносителя позволяют передавать тепловую энергию дальше, чтобы нагревать воду. Существует два типа коллекторов:

Считается, что последние более производительны, так как они эффективны в условиях низких температур и благодаря своему устройству могут дольше держать тепло. Потеря тепла у вакуумных коллекторов минимальна – 5%, как раз благодаря вакууму, создаваемому в трубках коллектора. Если сравнивать это устройство с чем-то привычным для нас, то работа трубок в коллекторе схожа с принципом работы обычного термоса.

Солнечные батареи и их разновидности

Если говорить об использовании солнечной энергии для частного дома в целях экономии электроэнергии, то речь пойдет о солнечных батареях. Но в этом случае, не все так просто, потому что на сегодняшний день существует множество видов панелей, существенно отличающихся своей производительностью. А чтобы не сесть в лужу с расчетами выгоды от такого перехода на альтернативную энергию, нужно ознакомиться с разновидностями солнечных панелей, предлагаемых на рынке.

Сегодня, солнечные батареи традиционно разделяют на 2 типа: кремниевые и пленочные. И оба типа панелей представлены множеством видов панелей, отличающихся либо материалом в основе, либо технологией производства.

  • Из монокристалла кремния – КПД 22%;
  • Из поликристалла кремния – КПД 18%;
  • Из аморфного кремния – КПД до 5%.
  • Из теллурида кадмия – КПД 12%;
  • Из селенида меди-индия-галлия – КПД 20%;
  • Из полимеров – КПД до 5%.

Существуют так же панели смешанного типа, которые благодаря смешанной технологии производства, помогают повысить производительность.

Но тот коэффициент полезного действия, который указан в списках выше, действителен только в абсолютно ясные дни. При совокупности слишком многих неблагоприятных условий, установка батарей и такое использование солнечной энергии для дома становится попросту не рентабельно.

Как просчитать, насколько выгодно будет установить солнечные панели?

Кроме коэффициента полезного действия, присущего тому или иному виду батареи, существуют так же другие причины малой производительности батарей. К ним относят:

  • Облачность;
  • Нагрев поверхности панелей;
  • Прямая зависимость количества энергии на выходе от суммарной площади батареи;
  • Угол падения солнечных лучей на поверхность батареи.

Если 2 и 3 моменты, теоретически, можно решить, то первый и последний можно только учесть в расчетах.

И вот допустим, Вы взялись считать, сколько же мощности будет выдавать солнечная батарея в ясный день, при падении лучей на поверхности модуля под прямым углом. Количество солнечной энергии в ясный день обычно равняется 1000 Вт на м2. Если Вы решили сэкономить и взять панель с меньшей производительностью площадью модуля в 2,5 м2, у Вас выйдет такой расчет:

солнечная энергия (1000 Вт/м2) × КПД (18%) × площадь модуля (2,5 м2) = мощность (450 Вт).

Для расчета мощности всей батареи суммируйте площадь модулей.

Если же брать не идеальные условия для работы батареи – скажем, вечер зимнего облачного дня – то для расчета по формуле выше Вам необходимо узнать так же количество солнечной энергии, которая дойдет до поверхности батареи. Для этого берем солнечную энергию в ясный день, угол падения лучей на поверхность модуля вечером, 60% преобразуемой панелью энергии в условиях облачной погоды. Получаем следующий расчет:

1000 Вт/м2 × sin25̊ × 60% = 252 Вт/м2

Затем, подставляем получившееся число в первую формулу и получаем итоговое количество энергии в 113 Вт.

Солнечная энергия для дома своими руками

Купить панели солнечной энергии для дома в наши дни это дорогое удовольствие, поэтому многие предпочитают мастерить самодельные батареи. Цены на батареи солнечной энергии для дома колеблются в пределах от 45 до 450$, в зависимости от материала изготовления батареи и от ее мощности. Логично, что чем качественнее и производительнее батарея, тем она дороже.

Своими руками сделать солнечную панель выйдет немного дешевле, потому что, если поискать, можно найти более дешевые материалы, из которых изготавливают модули. Из материалов, которые Вам понадобятся можно выделить:

  • Фотоэлементы.
  • Оргстекло или другой прозрачный материал, не пропускающий свет в инфракрасном спектре.
  • Материалы для каркаса панелей.
  • Материалы для пайки фотоэлементов.
  • Герметик (например, силиконовый).

Чтобы рассчитать количество материалов, посчитайте, какое количество энергии Вам нужно для полного обеспечения дома электроэнергией и, исходя из этого, рассчитывайте необходимую площадь батареи.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Солнечная электростанция для частного дома 81

Если вы являетесь счастливым обладателем своего загородного дома или планируете его строительство, скорее всего, вам не раз приходилось задумываться над вопросами электроснабжения своего жилища. Слишком часто бывает так, что мощность ближайшей подстанции не позволяет обеспечить всех желающих электроэнергией и связано это с тем, что степень изношенности многих подстанций сегодня высока, а аппетиты городов и посёлков постоянно увеличиваются в связи со строительством новых зданий и частных домов. Лампочка горящая в полнакала, перепады и скачки напряжения, которые несут угрозу для всех бытовых приборов в доме, а то и вовсе отключение света.

Читать еще:  Как организовать кинотеатр на открытом воздухе

Столкнувшись в очередной раз со всеми недостатками централизованных сетей электроснабжения частного дома, мы поняли, что генерация своей собственной электроэнергии станет для нас наиболее разумным решением. Вариантов было несколько: дизель-генератор, ветровая или солнечная электростанции. От установки дизель-генератора отказались по понятным причинам – шумно, да и невозможно использовать дизель-генератор как основной источник электроэнергии. Это решение больше для аварийных ситуаций.

Ветровая электростанция. Одним из главных критериев для ее установки являются требования к ветру. Среднегодовая скорость ветра должна быть около 4.0-4.5 м/с., этого показателя должно быть достаточно для того, чтобы домашняя ветряная электростанция была выгодна в использовании. Среднегодовая скорость ветра в Псковской области достигает 2,0 м/с да и то в зимний период. В другие времена года эти значения были еще ниже.

Для справки:
Среднегодовая или среднемесячная скорость ветра – это усредненный показатель, рассчитанный на основе 10-летних наблюдений. Скорость ветра измеряется на высоте 10 метров от поверхности земли. Эти показатели сильно отличаются в различных регионах страны и напрямую влияют на эффективность использования ветрогенераторов и электростанций на основе энергии ветра.

Солнечная электростанция. В основе расчета солнечной электростанции нужно учитывать два параметра. Это необходимая мощность потребления и количество солнечных дней в году. Исходя из этого необходимо сначала определить сколько понадобится электроэнергии, и сколько дней в году будет работать система.

Инсоляция определяет количество солнечных дней в году. От этого будет зависеть мощность и количество электроэнергии, генерируемой солнечными батареями. Уровень инсоляции для Псковской области оставляет 3-3,5 кВт*ч/м2/сутки, что уже неплохо. Теперь посмотрим график распределения инсоляции в году.

Пиковые значения солнечных дней в году приходятся на май, июнь и июль. В зимний период солнца значительно меньше (данные взяты для Псковской области, значения уровня инсоляции могут варьироваться от региона к региону).

Вот такие исходные данные мы получили. И, при весьма скромном бюджете, решили всё-таки реализовать данный проект. Что у нас получилось, с какими трудностями пришлось столкнуться — читайте далее.

Есть три основных типа солнечных электростанций: сетевые, автономные и гибридные.

Сетевая солнечная электростанция работает без аккумуляторов и используется для уменьшения оплаты за сетевую электроэнергию. Принцип работы прост: выработанную от солнца электроэнергию она направляет во внутреннюю сеть, из промышленной сети берется только недостающая мощность.

Автономная солнечная электростанция строится для электроснабжения там, где нет промышленной сети. Выработанную солнечную энергию она направляет на питание потребителей, а избытки запасает в аккумуляторных батареях. В темное время суток все электроснабжение осуществляется от аккумуляторов.

Гибридная солнечная электростанция – это комбинированный тип сетевой и автономной солнечных электростанций. Днем солнечная энергия направляется во внутреннюю сеть, уменьшая потребление. Ночью система переходит на питание от промышленной сети или аккумуляторов. При отключении промышленной сети система работает как автономная солнечная электростанция – энергоснабжение объекта не прерывается и осуществляется от солнечной и запасенной в аккумуляторах энергии.

В нашем проекте была использована гибридная солнечная станция. Это позволило решить проблему малого количества солнечных дней в зимний период. Но главное – весь год мы теперь не зависели от некачественной сети. И при отсутствии в ней электричества, электроснабжение дома не прерывалось.

Принцип работы гибридной солнечной электростанции

Система состоит из трёх элементов: солнечные панели, аккумуляторы и гибридный инвертор.

Основа всего — гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергию «подмешивать» энергию, выработанную солнечными панелями.

Принцип работы таков: дом потребляет энергию от солнечных панелей, но при ее нехватке использует мощности внешней сети. Когда внешняя сеть отсутствует, гибридный инвертор переходит на автономную работу, при которой используется энергия солнечных панелей и энергия аккумуляторов.

Остановимся подробнее на каждом элементе солнечной электростанции.

Список оборудования получился следующим:

  • Солнечная батарея 200Вт — 4 шт;
  • Гибридный солнечный инвертор SILA 3000M Plus — 1 шт;
  • Аккумулятор SunStonePower ML12-200 – 2 шт.

Дополнительное оборудование:

  • 7 x Кабель солнечный 6 мм2 ( черный );
  • 7 x Кабель солнечный 6 мм2 ( красный );
  • 2 x Коннектор MC4 30A;
  • 1 x Балансир заряда двух АКБ 12 Вольт;
  • 1 x Коннектор МС4 Y-3;
  • 3 x Диод шоттки МС4 10А;
  • 1 x Перемычка для аккумуляторов 260/25 под болт М8;
  • 2 x Перемычка для аккумуляторов 1500/25 под болт М8;
  • 1 x Предохранитель ANL 200А;
  • 1 x Держатель предохранителя ANL;
  • 1 x УЗИП постоянного тока 2Р;
  • 1 x Предохранитель FDS-32;
  • 1 x Держатель предохранителя FDS-32.

Собирали систему самостоятельно.

Чаще всего, солнечные панели устанавливают на крышах домов, гаражей или хозяйственных построек. Эффективность производства электроэнергии при неправильной установке может сильно снижаться, поэтому необходимо учитывать следующие правила:

  1. На солнечные батареи не должна падать тень от близлежащих зданий, деревьев или опор ЛЭП.
  2. Летом панели должны быть повернуты на юг, зимой – на юго-восток.
  3. Панели необходимо устанавливать на подвижные основания, за счет которых можно будет регулировать угол наклона.

Все четыре солнечные батареи мы разместили на крыше надворной постройки. Место установки было выбрано неслучайно, так как солнечные панели нужно направить на юг, чтобы они получали больше солнца в течение всего дня.

Перед установкой нужно тщательно продумать расположение компонентов солнечной электростанции. Протянуть провода от панелей до места расположения инвертора. Провода выбрали сечением 6 мм², так как по ним будет передаваться напряжение до 100 В и ток 25–30 А. Такой запас по сечению позволяет минимизировать потери на проводе.

Солнечные панели были собраны в две группы по две панели в каждой.

Группы панелей между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения — называются MC4.


Коннектор MC4 30A

Подключение гибридного инвертора производится с нижней стороны на клеммные колодки и винтовые зажимы:

На передней панели находятся четыре кнопки управления режимами индикации и управления инвертором.

Индикация — дисплей у инвертора LCD и дает полную информацию о состоянии и параметрах во время работы системы. На дисплее отображается схема работы, напряжение и частота входа и выхода по высокому напряжению, потребляемая мощность нагрузки, генерируемая мощность солнечных панелей, напряжение аккумуляторной батареи и потребляемый от нее ток.

Читать еще:  10 принципов пермакультуры – практическое применение в саду и огороде

Также, на передней панели выведены три светодиода для информирования о состоянии основных режимов работы инвертора.

Помимо органов управления, инвертор обеспечивает легкую и доступную настройку и визуализацию рабочих процессов через ПО, скачать которое можно на сайте производителя. Подключается инвертор к компьютеру через шнур (идет в комплекте поставки) к порту RS232. Если у вас нет данного порта, то нужно дополнительно приобрести переходник USB-RS232.

Установленное ПО автоматически находит подключенный инвертор. Выглядит оно следующим образом:

А вот здесь можно произвести точную настройку инвертора под Ваши задачи:

Этот комплект может выдать до 3 кВт мощности в автономном режиме. Если приобрести такой же инвертор, то можно нарастить мощность до 6 кВт на фазу.

Типовой состав потребителей:

  • освещение 200 Вт до 5 часов в сутки;
  • телевизоры 200 Вт до 5 часов в сутки;
  • ноутбук и телефон 100 Вт до 5 часов в сутки;
  • компьютер 300 Вт до 5 часов в сутки;
  • холодильник 100 Вт до 24 часов в сутки;
  • циркуляционный насос 100 Вт до 12 часов в сутки;
  • стиральная машина 1000 Вт 1 час в сутки.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Солнечная энергия для дачи своими руками

Все начинается с выбора элементов, их проверки и подготовки. Поликристаллы я не люблю (вторсырье, ИМХО). Для теста использую мультиметр и направленную настольную лампу. Хочу сказать, что пока не попадались некачественные элементы, все выдают практически одинаковое напряжение и ток (думаю, это более актуально для поликристалов).

Собственно, использовать решил 1860, что обеспечивает довольно высокую эффективность панели.

Работа начинается с феншуя за столом, где царит бардак, но в целом атмосфера рабочая.

Сначала, собственно, нарезается шина на части. Далее припаивается на элемент (в моем случае это 3B, т.е. трехконтактные). Хочу заметить, что хоть и возни с ними больше, чем с двухконтактными, но положительно сказывается на получаемых характеристиках, т.к. если вдруг одна жила плохо пропаяна, то это восполнятеся проводимостью по двум другим.

На доске (в идеале подходит лист ламината) с бордюром мы формируем ряды, все должно получиться ровно.

Первая моя панель (60 Вт на 125 мм) собиралась как тестовая, на ней определился опытным путем, что к лицевой стороне лучше припаивать шины с помощью СКФ,т.к. оставляем меньше грязи и не так сильно растекается. А с обратной — паяльной кислотой, т.к. прихватывает мгновенно при меньшем контакте паяльника.

И не забыть протереть ватной палочкой, промоченной спиртом (в моем случае советская водка), для устранения темных пятен флюса. Если, например, не стереть паяльную кислоту, она выжигает контактную группу, и через сутки она вся чернеет.

После собранного ряда кладем его на стекло, заранее обезжиренное каким-нибудь растворителем.

Укладка рядов на стекло. Пока пояю новый ряд, стекло накрываю обычной пленкой, дабы избежать попадание пыли и мелкого мусора.

Как набираются все ряды, я тестирую снова с помощью настольной лампы. Если вижу отличие результатов, то перепроверяю или перепаиваю некоторые контактные группы.

Спаиваем ряды широкой шиной (10х0.2) и делаем вывод с панели. Далее накрываю всем известной EVA-пленкой и строительным феном, запаиваю панель от центра к краям, стараясь минимизировать воздушные подушки (к сожалению для этого процесса у меня отстуствуют фотографии).

Запаяв все, даю остыть и проверяю тестером, чтобы показатели были те же, что до ламинирования. Накрываю вторым стеклом.

Края заклеиваю лентой для сантехники — «контакт», она все закрывает намертво и обеспечивает хорошую герметичность.

Ширина стекла получилась чуть больше, чем надо (0,75 м), поэтому очень большое растояние для рядов. Все остальные панели у меня по 0.7 м, оптимально по ширине.

Ну а дальше остается только собрать раму (собирал из подручных материалов, но получилось, если честно, не очень, спешил. ).

Контакты панели убрал в корочку через уские прорези. Там поставил диод на 10А и припаял провод с зажимом от выдергивания. Место входа провода заклеил термоклеем. Коробку приклеил также клеем и для надежности прошелся лентой.

Панели я подключаю к коллектору. К нему же я подключал конденсаторы, что сказывается на эффективности работы всей системы.

В общем, первые тесты:

Инвертер использую с чистой синусойдой, для нормального пуска любого электроприбора.

Тестировал на нем пуск холодильника, полет нормальный.

Ошибок в реализации много (хватит еще на целый пост), кто хочет может найти их сам и похвастаться в комментариях.

ИТОГО: 5 панелей, общей сложностью

500Вт . Трудятся в деревне, дают освещение по периметру участка, свет в сараях, набор воды в еврокуб для полива , собственно сам автополив, работу электроинструмента и т.п.

да, скажите что сколько стоит и итого ?-)

на момент создания , все (панели+ акб+ инвертор+ контроллер) обошлись в 25-30 тыс. рублей. Сами панели около 14 тыс за 5 штук

а можно по подробнее о акб? свинцовые? количество? и контроллеры инверторы какие?

Тс, где экономическое обоснование проекта? От себя. Все эти игрушки интересны только в местах, где нет возможности подключится к централизованным сетям.

первые 3000 часов. А потом нужен ремонт/новый.

35000 часов эксплуатации (4 года), полет нормальный. Только 1 панель разгермитизировалась и немного набрала конденсата, и то из-за того , что стекло треснуло, когда я по неосторожности его ударил бруском..

бережет нашу психику, молодец!

не будем забывать про вопрос шума. Гена хорош для экстренного электроснабжения, для постоянного использования пачка панелей + аккумов может и потяжелей и подороже, но всё же получше. Еще к этой комбинации ветряк хорошо добавить.

Ну и генератор приличный стоит 40к+, не сильно дешевле полного оснащения панелями

Читать еще:  Оригинальная мебель для сада

Шум и бензин нужен.

Ага. Вот добрался — а теперь пиздуй за новой партией на трассу.

Полста метров — на соседнем участке что ли? 😉

Нет, бензогенератора не имею и не планирую.

А где экономическое обоснование? (стоит овчинка выделки?)

Это альтернатива. Она только как помощь выступает. Бывало электричество в доме вырубается, а благодаря панелям продолжаю пользоваться и компом и холодильником.

Да и тянуть 220 по участку не очень хочется, другое дело панели, которые изначально находятся в труднодоступном по электроэнергии месте.

Так накопители в любом случае нужны же. Не днем же свет включать 🙂

Тут вопрос в том, какая экономия по сравнению с заводскими панелями. То есть стоит ли делать их самому? Например самому однозначно стоит делать если нужны специфическая геометрия — например на машину автодом прицепить.

Если время есть и руки чешутся, то да, стоит.

Нет, текстура у поли пятнистая, тут однородная.

В такой реализации — вполне. Но это уметь собрать надо

Там на сильно постараться с изоляцией от влаги. Короче, лучше купить готовую.

Конечно, лучше всего обойтись без батарей)

Ничего особенного в влагоизоляции нет. Если сделать аккуратно, то все нормально получается. Ева-пленка герметизирует и фиксирует каждую ячейку в отдельности.

Вот первая панель у меня спустя 4 года на половину сдохла, как раз из-за разгермитизации. Но тут моя вина, т.к. «тюкнул» стекло на ней и через трещину панель набрала немного влаги

Ну автор постарался

Ну самое интересное, как обычно упустили: Цена?

10 шт. 5 Вт 156*156 мм Фотоэлектрические моно панели солнечные ячейки 6×6 класс высокая эффективность для DIY монокристаллический кремния панель US $16.28

у еще куча электроники и аккумуляторов, датчиков, и очень прямые руки, иначе швах

Я так понял что между ячейками и стеклом ничего нет? Просто плотно прижату сверху плёнкой? Если так, то очень много энергии теряется при углах освещения, отличных от 90 градусов.

Стекло+монокристалл+пленка+стекло. Потери может и есть, но при эксплуатации все в пределах нормы

Я пробовал делать солнечную батарею из ячеек SunPower, 20 шт. Получилась херня:

на стол милиметровую бумагу с чертежом, сверху оконное стекло, на стекле спаял всю конструкцию. Закреплял нейтральным герметиком, жирным слоем. По пириметру бортик из обычного, кислотного герметика. На втором стекле такой же бортик. Склеил эти два бортика жирным слоем. И край позже замазал также кислотным герметиком. Максимальные параметры Uxx= 12.74в, Iкз=5.53А. Уксус с кислотного геометика начал испаряться вовнутрь, и через 3 месяца вся задняя часть позеленела. Чтоб остановить окисление залил шприцом трансформаторного масла до упора (хотел силиконовое масло, но не нашёл в крупной таре с маркировкой) . Батарея у меня весила около 8.5кг, и стояла внутри квартиры, приклееная скотчем к стеклу. Масло заполнило все пустоты, и ток КЗ вырос примерно вдвое с 1.23А (ячейки за 4мя стёклами получается).

Трансформаторное масло — одно название «масло». Скорее на бензин похоже — испаряется и очень текучее. Поэтому скотч отклеился. Первый раз батарея упала на пол без последствий. И второй бы раз упала бы удачно, но после двух кувырков, перевернулась назад и стукнулась об батарею отопления. . Мама думала, что к нам снаряд прилетел (в г.Донецк живём), так громко бахнула!

Это тоже опыт. Я конечно так не заморачивался. В моем случае ЕВА-пленка герметизировала каждую ячейку + фиксировало положение на стекле. По весу у меня получились тяжелые панели 16Кг каждая, но на крыше сарая лежат, кушать не просят.

Касаемо стекла, использовал обычное оконное стекло на 4 мм. Была задумка заказать в магазине стекло опивайт (коэффициент светопропускания выше), но в итоге не нашел, поэтому использовал что было + бесплатно.

А пробовали смотреть со стеклом и без показатели, не сильно много стекло отражает? Может, имеет смысл какую-нибудь антибликовую пленку ебануть?

500 ватт — это 6кВч в среднем в сутки, по ценам нашего региона будет девять рублей, то есть три тысячи в год.

Кроме панелей нужны аккумуляторы и электроника, и то и другое регулярно требует ремонта и замены. Вот этот вот фундучный мракобес из Горячего Ключа, которого многие тут читают, постоянно что-то там доливает, прикручивает, откручивает, молнией ему выжигает и так далее.

Имеет экономический смысл там, где электричество не подведено в принципе (Горячий Ключ) или дико дорогое (Евросоюз и США), в последнем случае нужно от десяти лет для самоокупания. Или как хобби. Септики и спутниковые тарелки в частном секторе есть почти у всех, а солнечных панелей нет почти ни у кого не потому, что люди тупые, а наоборот.

Только для деревни и использую, там им нашло уже куча применения.

Касаемо «тарелок», тоже есть. Почти 2 метра в диаметре, так сказать мужская игрушка. В этом году буду проводить капиталку + переставлю, может запилю об этом пост..

«6кВч в среднем в сутки, по ценам нашего региона будет девять рублей»
Очень шикарная стоимость за кв, что за регион?
У меня 5.34 за кв (Ростовская обл), т.е. за год будет

Сибирь, 1,49 р/кВч, ГЭС тут рядом.

У нас ГЭС тоже рядом, но стоимость 5.5р. Нижегородская область.

У меня в городе ГЭС, ТЭС и АЭС, тоже около 5, если плита газовая

Хех, ну в вашем случае да, панели будут чисто как игрушка.

Они выполняют вполне серьезные задачи. Благодаря им можно работать с комфортом и полив не отнимает время вообще. чего не скажешь про лет 10 тому назад

Коммент был про панели в условиях 1.49р за кв. Так-то я согласен и тоже попробую со временем.

Источники:

http://altenergiya.ru/sun/solnechnaya-energiya-dlya-doma.html
http://nag.ru/articles/article/105248/solnechnaya-elektrostantsiya-dlya-chastnogo-doma.html
http://pikabu.ru/story/solnechnaya_yenergiya_dlya_dachi_svoimi_rukami_6700903

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector