Солнечный аккумулятор – Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

Содержание

Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании они могут обеспечить полностью все потребности даже большого дома.

Устройство системы электропитания от солнечных батарей

Содержание статьи

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт  а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью.  Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на  корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.

    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.

    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так

  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.

    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и  т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм2;
    • три батареи — 4,0 мм2;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
    • двух — 4,0 мм2;
    • трех — 6,0 мм2.

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

stroychik.ru

«Солнечный» аккумулятор: ожидания и реальность

После того, как на окне поселился метеодатчик, я стал думать о том, как бы сделать его по возможности более автономным. Ну, с учетом соответствующего радиуса кривизны рук. Первым в голову пришло довольно очевидное решение — внешний аккумулятор с солнечной батарейкой. Все их используют для телефонов и прочей довольно прожорливой техники, а так как мой контроллер гораздо более экономичен, то существовала вероятность, что заряжать батарейку от сети придется всего один раз за весь период эксплуатации.

С учетом суровой реальности этот вариант автономности пока придется отложить. Прежде всего потому, что эта батарейка сама крайне неохотно расстается с внешним питанием.

АПДЕЙТ: частичная реабилитация батарейки, которая в некотором смысле вполне оправдывает покупку.

АПДЕЙТ

==================================================================
Я успел съездить в отпуск, куда взял именно эту батарейку, а не своего монстра на 12Ач. Причины простые: эта очень компактная и легкая, в удачном плоском форм-факторе — в карман джинсов или сумку ложится так же, как и обычный сенсорный аппарат.

Батарейка при таком раскладе очень выручала. Суть в том, что в гостинице номер обесточивается, если вынуть ключ из держателя, что происходит каждый раз, когда мы покидали комнату. Понятно, что телефон так уже не зарядишь, пока гуляешь или на пляже валяешься.

Поэтому батарейку я ставил заряжаться на ночь, а потом, в течение дня заряжал от нее телефоны. Так как емкости хватает на полторы зарядки смартфона, связь и развлечения на день были обеспечены. А вечером батарейка снова отправлялась на зарядку.

Второе наблюдение. С качественным USB-кабелем батарейка заряжается субъективно быстрее. А вот с плохой «рулеткой» заряжается довольно плохо. Но это, мы понимаем, проблема рулетки, а не батарейки.

Вот такие дела.

==================================================================

Любопытно, что «что-то пошло не так», похоже, с самого начала. Поскольку мы с менеджером магазина договорились об одной батарейке — она, кстати, по ссылке. И, возможно, как раз эта батарейка очень даже и ничего.

Но по факту из мелкого пакета Почты России на меня вывалился совсем другой гаджет, который в каталоге Everbuying я вообще не могу найти. Так что имейте в виду, что вполне возможна ситуация, когда при заказе батарейки по ссылке вам придет совсем другая батарейка.

Отличия следующие.

Во-первых, дизайн. У той батарейки, что я ожидал получить — солнечная панель вровень с поверхностью, на ней же индикатор уровня заряда, на торце — «железный» выключатель.

Полученный экземпляр — утопленная в корпус солнечная панель, наверху индикаторы уровня заряда и режима работы. На торце — кнопка включения и выбора режима.

Во-вторых, электрические характеристики. У ожидаемого варианта — только 5В/0.75А. А вот полученная батарейка гораздо интереснее:

1) 5В/1А
2) 5В/2А
3) 9В/1А

Нажатия на кнопку включения по кругу переключают эти режимы, причем индикаторы первых двух — зеленые, а третьего — красный. Из этого можно сделать вывод, что об эргономике подумали: по крайней мере, включение «высоковольтного» режима хотя бы визуально привлекает внимание. Своего рода страховка от неправильного подключения.

В комплекте стандартный ворох переходников: miniUSB, microUSB, Nokia, Apple, Sony Ericsson. Плюс базовый USB-кабель. Для зарядки самого аккумулятора используется классический miniUSB, а для зарядки периферии — USB A. Т.е. при желании переходниками можно вообще не пользоваться, подойдет и стандартный кабель телефона или плеера.

Что касается тактильных ощущений, то батарейка очень приятна. Верхняя и нижняя части — из алюминиевого сплава, каркас — пластик. Небольшая, довольно легкая (по сравнению с моим 12А монстром), размером примерно с обычный 4.3-дюймовый смартфон.

Солнечная панель с визуальным эффектом оцинкованного железа, судя по описанию тов. Mishka, состоит из «поликристаллических ячеек из прессованного кремния с далеко не лучшей эффективностью».

Немного о том, почему именно 3500 мАч, хотя солнечные батарейки бывают разных емкостей. На мой взгляд, если серьезно размышлять о солнечной компоненте, причем с учетом размера солнечной панели, то зарядка больше 3500 мАч — это утопия. Например, у присланной батарейки указанная на задней панели характеристика солнечной панели (5.5В/0.66Вт) говорит о том, что зарядный ток не превышает 120 мА.

Любопытно, что в другом всем известном магазине, характеристики солнечной панели отличаются: 5.5В / 0.8Вт. И в качестве контрольного выстрела указан ток: 70 мА. Очевидно, это тоже какая-то разновидность китайской математической науки. Хотя, если учесть константу x2, то получается что-то похожее: 5.5*0,07*2 = 0.77, округляем и пожалуйста — 0.8 Вт.

Впрочем, шутки шутками, но понятно, что даже при наилучшем раскладе 3500 мАч — утопия, поскольку на их зарядку от солнца в оптимальных условиях уйдет порядка 30 часов. Но если брать в расчет то, что это еще и запасной аккумулятор, то те же китайские хитрости (умножать все на два) приводят к тому, что батарейка менее 3500 мАч может вообще ничего не зарядить.

Вот так и получилась эта цифра.

Итак, на первый взгляд кажется, что за счет множества режимов работы, рассчитанных на приличное количество разной техники, присланная штуковина интереснее.

О, если бы все было так просто.

Честно говоря, распаковать батарейку я умудрился еще по пути домой. И тут же весело засветился синий светодиод-индикатор солнечной зарядки. А при нажатии на кнопку включения загорелись два и мигал третий из четырех оранжевых светодиодов, указывающих заряд аккумулятора.

Все было ясно: резать, резать к чертовой матери сначала на зарядку. Выбрал первый попавшийся USB-зарядник — это оказался легендарный 4-портовый с 2А на один выход и по 0.5А, если заняты все — и включил все в сеть. Снова ожил индикатор уровня заряда, светодиоды которого перестают мигать по мере зарядки.

Через несколько часов я ощутил смутное беспокойство: при доступном токе батарейка должна была бы уже зарядиться, а она все так же бодро мигала лампочками. Получается, или батарейка бракованная, или же просто бездонная.

Первое, как вы понимаете — плохо, а вот второе могло бы оказаться позитивным фактором. В общем, я решил рискнуть, и оставил аккумулятор на зарядке на всю ночь. По счастью зарядка завершилась, и можно было приступать к испытаниям.

Генеральная концепция заключалась в ответе на вопрос о том, сколько можно прожить с батарейкой в автономном режиме. Поэтому одновременно я зарядил и смартфон.

Понедельник выдался напряженным, так что уже под вечер пришлось воспользоваться аккумулятором. С утра телефон был заряжен, индикатор внешней батарейки вселял уверенность в будущем, показывая лишь половинный разряд.

Днем, согласно плану, выложил батарейку на окно. Пролежала она там около 5-6 часов — не идеал, но уж такой у меня оказался график.

Вторник был проще, но вечером я все же решил поставить телефон на зарядку, потому что не люблю ходить с разряженным телефоном. А носить его подключенным к батарейке в сумке — не очень разумный вариант.

А на следующее утро получил неприятный сюрприз. Телефон был заряжен чуть больше, чем наполовину. Батарейка при включении грустно мигала одним оранжевым светодиодом.

Ну что делать? Взял с собой, подумал, что опять положу на солнце и посмотрю, что там и как. Полежала она там примерно те же 5-6 часов, по прошествии которых в мигании светодиодов не произошло кардинальных изменений.

Тем не менее, я взял себя в руки и еще несколько дней мужественно выкладывал батарейку на свет. С тем же результатом.

Потом все же решил поставить на зарядку от сети. И снова огорчился. За ночь она не зарядилась. И за день тоже. В целом на полную зарядку ушло порядка суток (я не все время был дома, и на всякий случай отключал батарейку от сети, когда уходил), что для портативного аккумулятора, очевидно, просто катастрофа.

Третий заряд был уже по часам и от более-менее честного 2А блока питания, который я получил в комплекте с упомянутым выше 12Ач монстром. Так вот, вышло, что и монстр, и новоприбывший аккумулятор заряжаются примерно за одно и то же время — 10 часов. Но если в случае с 12Ач это можно понять, то объяснения тому, почему 3,5Ач заряжаются столько же, попросту нет.

Единственный плюс — ни зарядник, ни батарейка в процессе зарядки не греются.

В такой ситуации желание открыть эту штуку и хотя бы ознакомиться с содержимым видится вполне естественным, правда? Ну вот я ее и открыл. Кстати, удобно — все на защелках, никакого клея и винтов.

. изоляция контактов аккумулятора выполнена сверхнадежным малярно-скотчевым методом

Как видите, состоит она из шести частей: две алюминиевые панели, пластиковый каркас, солнечная батарея, аккумулятор и контроллер заряда. В разобранном виде также понятно, что «защитная» пленка, которая пузырилась по всей поверхности солнечной панели, защищает не во время эксплуатации, а при транспортировке. И скорее всего, ее просто не сняли при сборке — я с таким уже встречался: в портативной колонке транспортировочная пленка осталась на светодиодном индикаторе, притом что он распаян внутри корпуса за пластиковым «фонарем».

Аккумулятор весит 65 г, а если верить тому, что пишут здесь, то вес 2000 мАч — 40-45 г, а 4000 мАч — 85 г. Так что если в этом аккумуляторе нет любимых в Китае массо-габаритных примесей из натурального чугуна, то заявленная емкость в 3500 мАч подтверждается хотя бы весом.

. у меня тоже есть эти смешные кухонные весы

Надписи на аккумуляторе заклеены черным липким скотчем, используемым для фиксации внутри корпуса. Он практически не снимается, а там где снимается — снимается вместе с надписями. Так что прочитать я их не смог.

Зарядный ток от сети я измерить тоже не смог. Честно разорвал цепь, как мог приложился к ней щупами мультиметра, но это мне ровным счетом ничего не дало. Видимо, что-то с руками.

Ток солнечной батареи я могу измерить только вечером, поскольку днем на работе, а там это делать не очень удобно. Под галогеновой лампочкой мощностью 20 Вт максимально зафиксированный ток составил 54 мА.

Выходные напряжения при полностью заряженной батарее соответствуют норме: на выходе 9В — 9.07В, на выходе 5В — 5.22В.

Натурный тест с зарядом аккумулятора thl W1 (1550 мАч по этикетке) показал следующее. Во-первых, зарядка происходит довольно шустро — всего 2.5 часа до примерно 90%. После этого, как известно, смартфон гасит лампочку зарядки и переходит в «медленную» дозарядку. Время в целом соответствует зарядке от обычной электрической сети.

После этого батарейка показывает, что осталась примерно половина заряда. Однако показания не очень верны: по факту остается достаточно, чтобы зарядить thl W1 примерно до 60%.

Если принять за правду то, что пишут про аккумулятор thl W1, то эффективная емкость портативной батарейки не превышает 2500 мАч. А если принять за правду то, что КПД импульсных преобразователей напряжения достигает 94%, то реальная емкость — 2600 — 2700 мАч.

Второй натурный эксперимент оказался еще интереснее. Я рискнул подключить батарейку к планшету, который не очень уверенно заряжается даже от сетевого БП с током 2А. Неуверенность заключается в том, что в какие-то моменты индикатор планшета начинает мигать между «заряжаюсь» и «зарядку вижу, но не заряжаюсь». Так вот, от этой батарейки планшет заряжается в выключенном состоянии, но во включенном — «зарядку вижу, но не заряжаюсь».

В целом для Китая, я считаю, это очень и очень неплохо. Правда, для питания метеодатчика эту батарейку использовать нельзя. Все дело в том, что она автоматически выключается при завершении зарядки внешнего устройства — т.е. при падении потребляемого тока до некоторого минимального значения.

А метеодатчик мало того, что не очень много потребляет при работе, так еще и регулярно отправляется в длительный сон, чтобы экономить батарейку. В таких условиях внешний аккумулятор гарантированно выключится во время первого же цикла сна.

Теперь подводим краткие итоги.

Плюсы:

1) Отличный внешний вид
2) Компактный, легкий
3) Достаточно высокая, по сравнению с номинальной, эффективная емкость
4) Разнообразие напряжений и токов
5) И, разумеется, синий светодиод, который будет вас радовать, если выложить батарейку на солнце

Минусы:

1) Зарядка от солнца фактически невозможна
2) Чрезвычайно длительная зарядка от сети
3) Реальная емкость с высокой долей вероятности меньше номинальной

В завершение хочу поблагодарить магазин Everbuying.com за этот образец, предоставленный для обзора.

mysku.ru

Солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора

В энергосистемы жилых помещений солнечные батареи проникли достаточно давно. Но автомобили, которые оснащаются зарядками аккумулятора от энергии солнца, пока ещё являются редкостью. Хотя уже есть серийные образцы, используемые в реальных условиях на дорогах общего пользования. Автомобильные гиганты занялись этим вопросом в связи с увеличением интереса к источникам альтернативной энергии во всех сферах народного хозяйства. И в продаже можно встретить всевозможные образцы, которые заряжают АКБ, преобразуя солнечную энергию в электрическую. Так, что уже можно использовать такие устройства на практике.

 

Содержание статьи

Солнечные батареи на автомобиль уже реальность?

Практически все автолюбители знакомы с проблемой разрядки аккумулятора автомобиля в самый неподходящий момент. Причины могут быть разные: длительное время была включена музыка, забыли выключить фары, автомобиль долго стоял. Очень повезёт, если в такой ситуации вам даст прикурить владелец другого автомобиля. Некоторые даже возят с собой запасную аккумуляторную батарею. В подобных ситуациях может выручить гелиопанель, которая представляет собой батарею из солнечных панелей. Это устройство подзарядит аккумулятор, что позволит завести автомобиль.


Кстати, в составе многих жилых гелиосистем присутствуют стандартные автомобильные аккумуляторы.

Производители уже освоили выпуск солнечных батарей, предлагая различные варианты по выдаваемому напряжению и мощности. В том, числе и для зарядки автомобильного аккумулятора. Поэтому выбрать есть из чего уже сейчас и в дальнейшем ассортимент будет только расширяться.

Здесь стоит отметить, что зарядка автомобильного аккумулятора от солнечных батарей является процессом, сильно растянутом по времени. Процесс зарядки полностью разряженного аккумулятора от такой панели может занимать от 9 до 11 часов. Так, что гелиопанели лучше всего применять для поддержания необходимого уровня заряда в поездке. А в экстренной ситуации солнечные батареи помогут восстановить заряд аккумулятора, необходимый для запуска. Солнечные панели, устанавливаемые в автомобилях, отлично подходят для тех, кто ездит на длительные расстояния и вдали от цивилизации.

Также гелиопанели могут заинтересовать тех, что активно использует мультимедийные системы в автомобилях, а также прочие системы с большим расходом энергии. Кстати, их можно использовать и на морском транспорте. Такие солнечные батареи уже приобрели популярность у рыбаков и людей, которые любят отдых на природе вдали от городов.
Вернуться к содержанию
 

Установка гелиопанелей на автомобиле

Часто солнечные панели можно встретить в исполнении для установки на крышу автомобиля. Такие модели позволяют получить высокую отдачу и достаточно быструю зарядку. Для этого необходим модуль солнечных батарей, площадь которого примерно один метр квадратный. В местах с жарким климатом и большим количеством солнечных дней некоторые автовладельцы применяют несколько фотомодулей. Они закрепляют их на специальных стойках. В результате на крыше автомобиля находится мобильная электростанция, используя которую вы сможете заряжать аккумулятор.


Такие решения очень популярны в местах, которые удалены от цивилизации. Есть примеры, когда благодаря солнечным панелям из автомобиля убирали генератор. Вместо него зарядка аккумулятора велась от гелиопанели. В результате этого снимается некоторая нагрузка на двигатель и уменьшается расход топлива. Но такие решения не носят массовый характер. Для этого требуется достаточное количество солнечных батарей и наличие солнечного света.

Компактные солнечные батареи могут также размещаться и в салоне. В этом случае они применяются для питания приёмника, телевизора и некоторых других потребителей тока в салоне. Для зарядки автомобильного аккумулятора они не подойдут, а способны лишь освободить его от лишней нагрузки. Если цель в том, чтобы заряжать автомобильный аккумулятор, то потребуется более мощная модель.

Если вы не можете себе позволить установить солнечные батареи на крыше (допустим, там вы перевозите вещи, оборудование и т. п.), то можно подумать о приобретении мобильного варианта. Складные гелиопанели для зарядки аккумулятора автомобиля можно возить в багажнике.

При необходимости раскладываете их, подключаете к аккумуляторной батарее и подзаряжаете. Также можно рассмотреть вариант с несколькими компактными модулями. Они соединяются друг с другом, чтобы достичь необходимой выходной мощности.

Практически все современные солнечные батареи для автомобильных аккумуляторов предлагают для подключения два варианта:

  • С помощью клемм напрямую к аккумулятору;
  • Через прикуриватель.

В любом случае обязательно ознакомьтесь с инструкцией производителя батареи. Неправильное подключение может повредить, как саму батарею, так и электрооборудование автомобиля.
Вернуться к содержанию
 

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Как вы знаете, процесс зарядки кислотных аккумуляторов для автомобиля – это не быстрая процедура. Эти АКБ должны заряжаться силой тока, составляющей 0,1 от номинальной ёмкости. При ускоренной зарядке большими значениями силы тока, сокращается срок службы аккумулятора.


Превышение параметров по току в случае с гелиопанелями практически исключено. Выходной ток большинства моделей не превышает 1 ампера. В этом случае вы сможете зарядить автомобильный аккумулятор по всем правилам, но достаточно долго. Поэтому этот метод используется для поддержания АКБ в заряженном состоянии или в целях реанимации, когда нужно немного «взбодрить» аккумулятор, чтобы завести автомобиль. Что касается конкретных параметров гелиопанелей, то для поддержки заряда хватает моделей с мощностью 5─6 Вт. Для полного заряда аккумулятора за более-менее разумное время потребуются модели, мощность которых составляет 30─60 ватт.

Специалисты рекомендуют для автомобиля выбирать модуль солнечных батарей, который в длину составляет 1 метр, номинальной мощностью примерно 15 ватт и напряжением 12 вольт. Крайне рекомендуется приобретать модель с контроллером заряда или приобретать отдельно соответствующее устройство. Контроллер требуется для того, чтобы защитить автомобильный аккумулятор от излишнего заряда или от обратного разряда. При достаточной площади крыши можно разместить несколько гелиопанелей и соединить их в единую цепь для большей мощности. К примеру, площадь крыши автобуса, микроавтобуса вполне может сгодиться для организации такой системы.
Вернуться к содержанию
 

Примеры гелиопанелей для автомобиля от разных производителей

Солнечная батарея «SunForce»

Компания «SunForce» — это производитель солнечных панелей из Канады. Они выпускают солнечные батареи различного назначения. В том числе, для зарядки автомобильных аккумуляторов. В их продуктовой линейке имеются достаточно мощные модели.

Солнечная батарея «SunForce»



Габариты солнечной автомобильной панели «SunForce» составляют 97 на 35 на 4 сантиметра. Мощность составляет 17 ватт. В комплекте с устройством поставляется контроллер 7 ампер / 12 вольт. Также имеются крокодилы и переходник для прикуривателя. Эту гелиопанель можно без проблем разместить на таких транспортных средствах, как автомобиль, трактор, фура, катер. Производитель отмечает, что их устройство функционирует в туман и дождь.
Вернуться к содержанию
 

Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Эта гелиосистема для автомобиля выпускается в гибком корпусе.

Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Габариты ТСМ-15F составляют 60 на 27 на 0,5 см. Мощность устройства равна 15 ватт. Ток заряда 1 ампер. Устройство имеет компактные размеры и без проблем устанавливается на крыше автомобиля.

КПД это гелиопанели составляет 22 процента. Корпус, согласно заявлениям производителя герметичный и надёжный.
Вернуться к содержанию
 

Sunsei Solar Power

У этого производителя для автомобилистов есть достаточно популярное устройство под названием Sunsei SE-500. Гелиопанель имеет габариты 37,5 на 36 на 2,6 см. Она производится в водонепроницаемом корпусе. Мощность составляет 7,5 ватт, а сила тока 0,5 ампер. На автомобиле Sunsei SE-500 крепится с использованием штатива, который приобретается отдельно. Панель предназначена для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии. С его помощью можно спокойно использовать мультимедиа, пользоваться дополнительными приборами при заглушённом двигателе.

Sunsei Solar Power



Заряд автомобильного аккумулятора выполняется при включённом или выключенном двигателе. Солнечная панель Sunsei SE-500 имеет в комплекте «крокодилы» и адаптер для подключения прикуривателю. Модель пригодится не только для легковых автомобилей, но и на катерах, тракторах и другом транспорте.

Среди минусов можно отметить небольшую мощность панели Sunsei SE-500. Но зато она позволяет соединять несколько этих панелей вместе. Ток можно собрать систему с необходимой мощностью. Эти панели компактны и могут быть установлены практически в любом месте.


Напоследок скажем, что солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора представляет собой полезное устройство для тех, кто часто слушает музыку и смотрит телевизор в машине. Хотя о полноценной замене автомобильной АКБ говорить нельзя. На наш взгляд, лучше всего использовать гелиопанель в качестве подзаряжающего устройства в экстренной ситуации. Заряжать полностью севший аккумулятор лучше от сетевого ЗУ.
Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

Солнечные аккумуляторы(Аккумуляторы для солнечных батарей)Виды

При работе с солнечной батареей солнечные аккумуляторы работают в последовательных циклических режимах разряда и заряда. Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы герметичные AGM типа подходят не любого производителя для работы в таком режиме. Поэтому необходимо использовать гелевые аккумуляторы. Такие аккумуляторы имеют большую цикличность, менее чувствительны к глубоким разрядам. Не нужно бояться глубоких разрядов аккумулятора, потому что инверторы имеют возможность программировать и задавать глубину разряда.

Имеется возможность запрограммировать глубину разряда для увеличения срока службы аккумулятора. Гелевые аккумуляторы стоят дороже. Если выбрать солнечные аккумуляторы AGM, то чем это грозит? Система будет работать, но аккумуляторы AGM предназначены для работы в качестве резервных аккумуляторов, а не для циклических режимов работы, так как в их свойствах заложено ограниченное количество циклов.

На аккумуляторах для солнечных батарей нельзя экономить. В противном случае придется менять их достаточно часто. Кроме вышеперечисленных марок можно найти и другие типы аккумуляторов: литий-ионные, литий-железо, которые имеют очень большое количество циклов разряда и заряда, но они малодоступны на рынке из-за своей дороговизны.

Мультигелевые аккумуляторы – это маркетинговый ход производителей. Это обычные гелевые батареи. Существует ряд критериев по выбору батарей аккумуляторов для солнечных батарей. Можно применять как бывшие в употреблении, так и новые солнечные аккумуляторы.

Выбор нового аккумулятора

Во время совершения какой-либо покупки человек придерживается для себя определенных правил. Также поступают и при выборе аккумуляторов для солнечных батарей. Факторы, влияющие на выбор:

  • Стоимость.
  • Условия эксплуатации батареи (помещение, условия техобслуживания, наличие вентиляции, температура работы).
  • Срок работы.

Приняв во внимание эти параметры, делают выбор чаще всего из нескольких видов батарей аккумуляторов, о которых мы расскажем.

Стартерные солнечные аккумуляторы

Такой вид лучше выбрать, если есть место с оборудованной вентиляцией. Нельзя забывать, что в работе стартерных батарей некоторое количество энергии израсходуется на саморазряд. Иногда имеет смысл применять и автомобильные батареи, в случаях тяжелых условий, с постоянным недозарядом. Это бывает при заряде аккумулятора от генератора на жидком топливе, или при применении самых простых контроллеров для заряда.

Гелевые солнечные аккумуляторы

Это оптимальное решение в том случае, если нет возможности постоянного техобслуживания батареи. Они неприхотливы в плане отсутствия вентиляции в месте расположения. Однако гелевый вариант батареи нельзя назвать бюджетным решением, так как их стоимость выше остальных типов батарей. Срок службы также оставляет желать лучшего. Все недостатки компенсируются низким саморазрядом, малой потерей энергии.

Аккумуляторы AGM

В качестве резервных батарей для солнечных панелей используются батареи AGM. Их срок работы меньше глеевых батарей. Но они имеют ряд преимуществ в своей работе:

  • Нет выделения газов. Это позволяет располагать батарею в любых помещениях, даже без вентиляции.
  • Компактные размеры не займут много места в помещении.
  • Перевозить батарею можно в заряженном виде.
  • Выдерживает 500 циклов разряда и заряда, если заряжается минимум до 80%.
  • Быстрая зарядка, может зарядиться за 6 часов до полного заряда.
  • Не требователен к полному заряду, при недозаряде батарея ведет себя удовлетворительно.
  • Не требователен к нормальной температуре помещения, при пониженной температуре наблюдается хорошее функционирование. При высоких показаниях температур сокращается срок работы.
  • Средняя стоимость.

Уровень заряженности батареи должен соблюдаться более строго, нежели у гелевых батарей. Перезаряд выводит батарею из рабочего состояния. Недозаряд не так существенно сказывается на функциональности, хотя тоже сокращает срок действия. Возможен также перебой в работе из-за отклонений рабочего диапазона температур.

Заливные и герметичные батареи

Такие солнечные аккумуляторы выбирают в случаях мощной системы выше 500 ватт, или для работы долгое время без перерывов. Такой тип батарей самый «долгоиграющий», обеспечивает циклическую эксплуатацию при тяжелых циклах работы.

Сделаем вывод. При наличии возможности постоянно следить и поддерживать работу батареи, если циклы заряда и разряда довольно легкие, то лучше выбрать обычные стартерные аккумуляторы. Гелеевый тип батарей устанавливают в случае отсутствия возможности обслуживания, для маломощной системы. Для долгой работы с большой мощностью оптимальным выбором будут герметичные или заливные виды аккумуляторов. Для запасных вариантов работы подойдут батареи типа AGM.

Батареи, бывшие в употреблении

Есть мнение, что лучше применять аккумуляторы, бывшие в употреблении, вместо новых, для работы в солнечных системах. Необходимо знать, какие виды батарей лучше применять, как выбирать аккумуляторы, при необходимости производить восстановление, как эксплуатировать. Оптимальным выбором применения являются тяговые щелочные аккумуляторы.

Они имеют свои преимущества:

  • Не боятся сильного разряда и чрезмерного перезаряда, это не сказывается на свойствах батареи.
  • Большой срок эксплуатации.

Недостатком этого выбора является то, что щелочные батареи будет труднее достать, так как они реже применяются. Можно выбрать также и стартерные батареи со свинцовыми элементами. Они широко используются на транспорте, проблем в приобретении не будет.

Во время выбора и приобретения не нужно забывать, что нельзя брать свинцовую батарею, давно снятую с машины и долго не использующуюся в состоянии глубокого разряда. Нахождение батареи длительное время в состоянии разряда губительно. Лучше выбрать кислотный аккумулятор, который недавно снят с автомобиля.

Признаками близкого конца батареи служит налет белого цвета в виде кристаллов. При выборе недавно снятого с машины аккумулятора, его заряжают слабым током, на 50% меньше рекомендованного производителем батареи. Зарядка должна продолжаться не менее суток. Чем меньше ток зарядки, тем длительнее она должна проводиться, во избежание поверхностного заряда.

Работа батареи, бывшей в употреблении
  • Режим температуры. Наилучшей температурой работы батареи является 10 градусов, без резких перепадов. Отсюда можно определить, что лучше устанавливать батарею в подвал, погреб, либо в другие аналогичные места.
  • Вентиляция. Лучше, чтобы была возможность вентиляции, хотя иногда можно обойтись и без нее. Если батарея обычная стандартная, то вентиляция не обязательна. Какое-то количество образующегося газа компенсируется. Как такие газы будут действовать на человека? Их концентрация мала, поэтому не нужно бояться отравлений, тем более, что ночью заряд батареи не идет.
  • Процесс заряда батарей. При зарядке аккумуляторов от солнечных панелей возникает довольно значительное количество газов, тем более, что система заряда от солнечных элементов довольно мощная. Следовательно, необходимо организовать удаление газов, во избежание опасности взрыва. Это делается путем вентиляции. Некоторые модели батарей снабжены отверстиями на торцах для вентиляции. В отверстие устанавливается специальная трубка, которая выводится наружу помещения. Иногда применяют трубку от медицинской капельницы. В дальнейшей работе, при систематических циклах заряда и разряда слабым током, будет удаляться сульфатация пластин на 80% их площади с возможностью восстановления емкости батареи. Это предотвратит выделение опасного количества газов.
  • Емкость батареи. Оптимальным вариантом будет достаточно большая емкость, пусть даже с избытком. Для чего это нужно? В случае подключения мощных устройств со значительным потреблением тока, происходит значительное падение напряжения батареи. Из-за этого инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный, не может нормально функционировать. Включается система защиты, батарея отключается. По этой причине даже батарея, заряженная по максимуму, но с заявленной небольшой емкостью, не даст работать электроинструменту или другому устройству, требующему повышенных токов запуска. Можно сказать, что возможно применение приборов для плавного пуска. Но это решит проблему всего на несколько циклов работы. Дальше снова все будет повторяться.

Существуют и другие достоинства большой емкости, которые имеют аккумуляторы. Это тот факт, что заряд и разряд будет производиться при малых токах. Солнечные аккумуляторы с большой емкостью функционируют в тренировочном цикле, а батареи с небольшой емкостью в режиме форсажа или сокращенного периода времени.

Вследствие этого, очевидно, что для работы в системе не обязательно приобретать новую аккумуляторную батарею. Вполне можно обойтись и продуктом, бывшим в употреблении, при достаточном навыке обращения. Также, нельзя утверждать о беспрекословном преимуществе какого-либо одного вида батарей над другими типами. Важную роль играют условия эксплуатации солнечных аккумуляторов, а также их стоимость при приобретении. Это были основные факторы, влияющие на выбор и приобретение такого товара, как солнечные аккумуляторы. Конкретный выбор делается исходя из условий работы, наличия финансов и требований солнечной системы.

Похожие темы:

electrosam.ru

Аккумуляторы для солнечных батарей и правила их подключения

Любая автономная система электроснабжения, питающаяся 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 технологияGEL 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 технологияGEL технология
Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряженияВ 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:

altenergiya.ru

Выбираем аккумулятор для солнечной электростанции

Солнечные батареи вырабатывают электричество только в период светового дня. Потребление же электроэнергии происходит практически круглосуточно. Для того, чтобы пользоваться электричеством от солнца в любое время суток, к солнечным электростанциям подключают аккумуляторы.

Почему не автомобильные

Очевидным, на первый взгляд, решением становится установка на солнечную электростанцию нескольких автомобильных  аккумуляторов от грузовика – 180-250Ач.

Мощности сборки таких аккумуляторов действительно должно хватать на питание дома, да и стоимость одной такой батареи начинается с 65$ (за тюменскую батарею), однако авто аккумуляторы рассчитаны на применение в совершенно других условиях и разряд даже на 30% для них – экстремальные условия. В то же время они могут выдавать высокие пусковые токи (для запуска двигателя авто), которые в условиях жилого дома вряд ли пригодятся.

Режим использования в автомобиле отличается от применения аккумуляторов в системе солнечных электростанций. В светлое время суток контроллер в основном только заряжает батарею, а в темное – батарея «кормит» все токоприемники. В этом режиме авто аккумулятор сможет прослужить не больше года, после чего емкость будет очень быстро падать, повышается риск закипания и внезапного выхода из строя.

Емкость

При расчете емкости устанавливаемых в систему солнечной электростанции аккумуляторов следует учитывать следующие параметры:

Температура эксплуатации аккумулятроных батарей – от нее напрямую зависит емкость. Емкость АКБ указывается при температуре окружающей среды в 20°С, а уже при 0°С – емкость снижается до 80%. В общем, вот таблица:

Емкость аккумулятора в зависимости от температуры

В нижней части таблицы указывается коэффициент, на который необходимо умножить емкость в зависимости от температурных условий. Становится понятным, что аккумуляторы выгоднее хранить в отапливаемом помещении.

Уровень допустимого разряда. Батареи нельзя разряжать на все 100% — так они очень быстро выходят из строя, поэтому остаточный ток должен составлять не менее 60-70% и чем больше этот %, тем дольше служит аккумулятор в солнечной электростанции.

Что подключается. К сожалению, стоимость аккумуляторных батарей на данный момент такова, что полностью заменить потребление всех токоприемников с их помощью невозможна. Поэтому под аккумуляторы не подключают ни стиральные машины, ни пылесосы, ни другие мощные потребители. Подключается освещение, холодильник, компьютер/ноутбук.

КПД инвертора. Современные преобразователи постоянного тока в переменный весьма производительны, но не превышают 96%,т.е. 4% вы будете терять гарантированно. Подключение светодиодного освещения напрямую к сети в 12В значительно снижает потери.

При различных подходах к экономии электричества, ваши показатели в таблице могут значительно отличаться.

Токоприемники, способные кормиться от аккумуляторов

  • Переводим потребляемую мощность в амперы 6000 Вт / 12 вольт = 500 А
  • 500 А /1,03 = 515 А (делим на коэффициент, при использовании аккумулятора при t = 25°С
  • 515 А / 0,3 = 1716 А (делим на % допустимого разряда батареи)
  • 585,73 А/ 0,96 = 1787 А (делим на КПД инвертора).

Как видим, для обеспечения 6 кВт в сутки понадобится аккумуляторы, общей емкостью не менее 1787 А/ч

 

Какие брать?

Фактически, аккумуляторы – главный тормоз развития альтернативной энергетики в целом, её слабая сторона. Современные технологии не сделали батареи компактнее, легче и дешевле. Применительно к системе солнечного электроснабжения используются два типа аккумуляторов:

  • Кислотные;
  • Гелевые.

Разница есть и в цене и во внутреннем строении, но самая большая разница заключается в эффективности. Гелевый аккумулятор гораздо лучше переносит глубокий разряд, это нормальный режим работы для него. К недостаткам гелевых батарей можно отнести низкие пусковые токи при минусовой температуре, хотя в условиях использования в системе электроснабжения дома такие токи не понадобятся. Также, гелевые аккумуляторы стоят значительно дороже.

Стоимость

Цена аккумуляторных батарей, вместе с их износом, делают этот элемент самым слабым звеном в цепи солнечного электроснабжения. Из рассмотренного примера видно, что для питания даже самых маломощных приборов, необходимо приобрести 8 аккумуляторов по 200 А/ч каждый. Если перевести все это в цифры, то Delta GX12-200  стоит 452,4$ x 8 = 3619$  — такая система гарантированно прослужит 15 лет.

Видео. Как выбирать аккумулятор

В ролике описаны основные критерии, влияющие на выбор, а также тонкости, связанные именно с применением в системе солнечной электростанции.

Виды контроллеров для солнечных батарей и как выбирать Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать. Реальное применение тонкопленочных солнечных батарей

electricadom.com

Как подобрать зарядное устройство на солнечных батареях

Все больше ценителей активного отдыха предпочитают проводить отпуск и уик-энды поближе к первозданной природе. Но современному человеку сложно отказаться от благ цивилизации – кто из нас не берет в путешествие мобильный телефон, ноутбук или камеру?

Но если в вашем багаже окажется зарядное устройство на солнечных батареях, проблема с питанием девайсов будет решена. Осталось только разобраться, как правильно выбрать прибор. Представленная нами статья окажет действенную помощь в прояснении всех вопросов.

Содержание статьи:

Что такое зарядка на солнечных батареях?

Эти зарядные устройства способны преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток. Они могут работать с различными моделями навигаторов, плееров, ноутбуков, телефонов, камер и других портативных приборов.

Но время зарядки напрямую зависит от мощности самого устройства и вида разряженного девайса, поэтому, чтобы подобрать действительно практичный и универсальный прибор, стоит разобраться с его характеристиками.

Конструктивные особенности прибора

Само устройство состоит из кристаллической панели, контроллера уровня заряда/разряда и преобразователя солнечной энергии в электрическую.

Некоторые модели оснащены еще и буферным аккумулятором из нескольких литиевых элементов, который позволяет прибору не только преобразовывать, а и накапливать энергию, чтобы отдавать заряд даже в темное время суток.

Всего пару лет назад солнечные зарядные устройства были достаточно дорогими приборами, а сегодня – это массовый продукт с доступной ценой

Преимущества солнечных зарядок:

  • Универсальны – адаптированы под различные устройства (на корпусе предусмотрены USB-разъемы, а большинство моделей дополнительно укомплектованы специальными переходниками под различные виды электротехники).
  • Занимают мало места в дорожном багаже.
  • Есть широкий выбор форм, цветов, размеров и мощности под различные нужды и эстетический вкус.

Ну а самый значимый недостаток для всех солнечных зарядок – долгое время, которое требуется им для накопления «силы». Кроме того, следует понимать, что если с питанием мобильного телефона или фотоаппарата справиться практически любая модель, то активный «поглотитель» энергии типа ноутбука уже потребует внушительной мощности солнечной батареи и емкостного аккумулятора.

Принцип работы устройства

Портативные зарядки на солнечных батареях – автономные системы, которые могут перерабатывать энергию как от лучей, так и от электросети, ламп дневного света или компьютера. Причем многим моделям необязательно наличие интенсивного солнца – они накапливают заряд даже в пасмурные дни, хотя КПД, разумеется, падает (от 20 до 70%).

Если купить устройство с возможностью подключения к электросети, можно значительно сэкономить время на накопление заряда при пасмурной погоде

Работает прибор так: кристаллы на панели поглощают солнечную энергию, преобразователь ее «перерабатывает» в электрический ток, который поступает к источнику питания. Когда к этому источнику с помощью шнура присоединяется мобильный телефон или другой прибор, накопленная энергия постепенно перетекает в разряженное устройство.

Виды солнечных зарядок

Что касается внешнего вида – здесь уже производители постарались не только разнообразить цветовую гамму и форму устройств, а и сделать девайс максимально удобным для применения в различных ситуациях. Рассмотрим самые популярные варианты.

Моноблок – компактное устройство из панели и накопителя, заключенных в твердом корпусе из металла или пластика. Такой прибор «спасет» разряженный телефон на пляже или пикнике и не займет много места в обычной сумке.

Моноблоки удобны для повседневной жизни – много места они не занимают и могут заряжаться не только от солнца, а и во время работы на ноутбуке или компьютере

Гибкая панель – тонкая складывающаяся или разворачиваемая панель с фотоэлементами. Она занимает мало места в багаже, да и весит намного меньше своего твердого конкурента, заключенного в корпус. Но, несмотря на приличную площадь «охвата», накапливают солнечный заряд почти в два раза медленней, чем моноблоки.

Кроме того, большинство панелей работает только от прямых лучей солнца, не накапливая энергию впрок – у них отсутствует встроенный аккумулятор. Впрочем, всегда можно доукомплектовать свою зарядку внешним накопителем требуемой мощности.

Так что гибкие панели – это хороший вариант для решения вопроса с подзарядкой маломощных приборов при «стационарном» отдыхе – на даче, рыбалке, с палаткой. А вот для пешего путешествия лучше присмотреть другой вариант.

Во время движения гибкую панель можно компактно сложить и поместить в багажник или прикрепить на крышу автомобиля, а на привале – просто расстелить под солнечными лучами

Встроенная зарядка – устройство состоит из , которые крепятся к внешней стороне сумок или туристических рюкзаков. Они позволяют подзаряжать приборы прямо во время пути или накапливать заряд во встроенном аккумуляторе.

А еще такой аксессуар можно использовать по прямому назначению – для переноса любых предметов или той же электроники, что очень удобно для тех, кто увлекается пешим туризмом или работает под открытым небом.

Хотя «энергорюкзаки» выглядят привлекательно и стильно, но с таким же успехом можно временно прикрепить на сумку и любой другой вид зарядки (многие модели даже оснащены специальными карабинами) и не волноваться за сохранность устройства во время дождя или чистки

Раскладушки – это могут быть как несколько гибких панелей, компактно сложенных «стопкой», так и вариация из двух моноблоков, заключенных в жесткий корпус в форме раскрывающейся книжки.

Главная цель такого устройства – минимизировать «захват» полезной площади в объеме вашего багажа и увеличить КПД за счет большего количества фотоэлементов. Приятный бонус – большинство моделей комплектуются креплениями на рюкзак или автомобильное стекло.

Размер «раскладушки» можно подобрать исходя из ваших потребностей: чтобы заряжать мобильный, достаточно устройства размером с сам телефон, а вот для ноутбуков и планшетов панель даже в сложенном состоянии будет не меньше листа А5

Но вне зависимости от дизайна, все солнечные зарядки работают по одинаковому принципу, поэтому рассмотрим важные технические нюансы, которые помогут при покупке прибора.

Как выбрать подходящий вариант?

Для начала стоит определиться с количеством и видами приборов, которые вы планируете заряжать от солнечной зарядки. От этих параметров зависит мощность устройства и тип выходного порта.

Если на устройстве предусмотрено несколько USB портов, можно одновременно подключать и заряжать различные приборы, главное, чтобы позволяла мощность батареи

Характеристики различных девайсов можно уточнить, заглянув в инструкцию по их эксплуатации, а в некоторых приборах рабочее напряжение указано и на ЗУ, которое входит в комплект, поэтому сориентироваться будет несложно. В крайнем случае, нужный переходник всегда можно докупить.

Основные параметры и приятные дополнения

От характеристики зарядного тока зависит время, которое понадобится устройству для подпитки различных девайсов. Этот показатель измеряется в амперах и указан на портах прибора.

Значения:

  • 1 ампер – предназначен для мобильных телефонов, электронных сигарет, часов, плееров.
  • 2 ампера – подходит для планшетов, смартфонов, цифровых фотоаппаратов и видео-камер.
  • 2,5-3 ампера – справится с зарядкой нетбуков и ноутбуков.

Также важно знать и напряжение на выходе, ведь заряжаемые приборы могут по мощности превосходить возможности солнечной зарядки. Так, для большинства телефонов и простых планшетов потребуется выход в 5 вольт, для цифровых камер и игровых гаджетов – 9, а для ноутбуков и автомобильных холодильников – 12-24.

Но все же главная характеристика зарядного устройства – мощность солнечной панели. От этого показателя напрямую зависит время зарядки батареи. А здесь все упирается в характеристики светоулавливающих панелей.

К примеру, у элементов с мощностью 5 W (стандартный бюджетный вариант) будет ток 900 ma часов, а у 10 W – 1500 ma. То есть, чтобы зарядить телефон от солнечной зарядки в 5 W, понадобится 2-3 часа, а вот панель мощностью 10 W справится и за полтора.

Для мощных устройств типа игровых планшетов и ноутбуков лучше покупать складные модели из нескольких панелей, которые быстро генерируют заряд

Кроме того, устройства с панелями, мощность которых не превышает 2 W, используются только для накопления заряда встроенного аккумулятора. А чтобы напрямую заряжать приборы от солнечных лучей, нужны панели с мощностью 3 W и больше.

Другие важные параметры:

  1. Наличие аккумулятора – если в устройстве не предусмотрен накопитель, работать оно сможет только во время нахождения на освещенном месте. Приборы же с аккумуляторами способны отдавать заряд в любое время суток, а также заряжаться от других источников – USB-порта ноутбука или розетки с подключением к 220V.
  2. Тип фотоэлементов – считается, что эффективней поглощают солнечные лучи монокристаллы (их КПД на уровне 13-18%). У поликристаллов этот показатель ниже – около 10-12%. Различить их можно даже невооруженным взглядом – поликристаллические панели имеют темно-синий оттенок, а их конкуренты – черный.
  3. Интерфейс – универсальные зарядки от солнца оснащены информативными USB, где можно выбрать нужный вариант в зависимости от типа разряженного устройства. Некоторые приборы оснащены и индикатором интенсивности солнечных лучей, которые помогут определить оптимальное местоположение для быстрого заряда.
  4. Защита – априори на всех устройствах предусмотрена система безопасности, позволяющая их эксплуатацию на природе. Но для любителей экстремальных приключений стоит поискать прибор с усиленной защитой от дождя, пыли, грязи, ударов и других форс-мажоров.

Дополнительные возможности чаще всего представлены функцией «фонарь» или «светильник». Это может быть актуально не только для любителей отдыха на природе, а и для автомобилистов – при замене колеса или ремонте на ночной дороге яркий свет станет незаменимым помощником.

Из других бонусов производители могут предложить USB-хаб или точку Wi-Fi. Но, разумеется, любые дополнения значительно увеличивают конечную стоимость продукта. А так ли они нужны – решать вам.

Общие рекомендации по эксплуатации ЗУ

Устройства с встроенным аккумулятором перед первой эксплуатацией нужно полностью зарядить, причем не на солнце, а от электросети. Затем подключите к ЗУ какой-либо прибор, чтобы он принял энергию и разрядил накопитель.

После этого панель можно подставлять под лучи и компенсировать потерянный заряд. Для моделей, работающих напрямую от солнца, это правило не работает – их можно сразу устанавливать на освещенные участки и подключать приборы.

Большинство солнечных зарядок предназначены для эксплуатации в температурном режиме от – 20 до + 45 градусов, но есть и специальные модели, работающие в условиях экстремального климата, только их изготавливают под заказ

Чтобы максимально повысить КПД солнечной зарядки, рекомендуем следующее:

  1. Располагайте прибор так, чтобы лучи падали на панель под прямым углом. Даже если солнце не стоит в зените, можно придать зарядке правильное положение, приподняв под углом в 40 градусов с помощью какой-нибудь подпорки. Так вы сможете собрать заряда на 20-30 % больше, чем если горизонтально положите панель на освещенное место.
  2. Используйте устройство вместе с накопителем, причем не только на привалах, а и во время поездки на авто или в походе. Такой тандем сможет собрать энергию для 2-3 зарядок телефона даже в пасмурную погоду без прямых солнечных лучей.
  3. Учитывайте, что в большинстве раскладных приборов панели подключены последовательно, поэтому важно, чтобы все элементы были равномерно освещены. Например, даже если тень закроет всего лишь половину первой из четырех панелей, мощность батареи упадет в два раза.
  4. Чтобы аккумуляторы большой емкости вышли на заявленные параметры, их рекомендуют «разогнать» – полностью разрядить, затем зарядить до 100%. И так 3-4 раза.
  5. На время длительного перерыва в работе (месяц и больше) храните ЗУ при комнатной температуре. Если это прибор со встроенным аккумулятором, его предварительно нужно зарядить до 50-70 %.

И последний совет – даже если зарядка стала хуже работать или совсем вышла из строя, не разбирайте ее самостоятельно, чтобы не повредить элементы системы и сам корпус. Разобранное устройство автоматически снимается с гарантии, поэтому лучше обратиться в авторизированный сервисный центр или к поставщику.

Как сделать зарядное устройство своими руками?

Хотя современные зарядки уже перестали быть приборами премиум-класса и вполне доступны по цене рядовому потребителю, если хочется сэкономить, всегда есть возможность изготовить такой девайс самому.

Пример самодельного устройства в жестком корпусе из металлической банки, оснащенного USB-разъемом и преобразователем энергии для зарядки маломощных приборов

 Чтобы сделать простое солнечное ЗУ нужно приобрести несколько основных элементов:

  • поли- или монокристаллическую панель;
  • держатель для аккумуляторов;
  • блокирующий диод Шоттки;
  • гнездо для разъема;
  • контроллер заряда (впрочем, если зарядка будет вырабатывать 0,5-5В можно использовать вместо контроллера более дешевый повышающий преобразователь на 5В).

Что касается самой панели, здесь нужно сделать небольшой расчет количества элементов, исходя из мощностей прибора, который планируется заряжать.

Например, если ток заряда для аккумулятора составит около 10% его емкости, то для зарядки в 20 000 мА нужен ток 2А, и для питания прибора понадобится около 14 часов. Если же увеличить ток вдвое до 4А, время на подзарядку сократится до 7 часов.

Замена контроллера на преобразователь позволит собрать ЗУ даже с помощью маломощной батареи от солнечного газонного фонаря – все равно на выходе получим требуемые 5В (правда, заряжаться оно будет долго)

В зависимости от параметров тока для будущей зарядки (2 или 4А) выбираются и кристаллические элементы. Обычно, 1 деталь вырабатывает около 0,5В, то есть чтобы получить хотя бы 5В понадобится 10-12 элементов.

Затем их нужно последовательно спаять между собой. Если же используется панель от фонарика, то даже стандартная 70*70 см может выдавать от 2,5 до 4,5В, поэтому лучше проверить вольтметром.

Завершающий этап – заключить самодельную зарядку в любой подходящий каркас (подойдет даже банка из-под конфет) и оснастить USB-разъемом. Затем к разъему нужно припаять блокирующий диод, а также провода от солнечной панели к преобразователю и держателю согласно нижеприведенной схеме.

Диод Шотки необходим, чтобы при включении устройства аккумуляторы не разряжались через солнечную батарею. Приобрести его можно, как и другие составляющие, на радиорынках или в интернете

Осталось проверить работу устройства на солнце с любым разряженным девайсом. Если все в порядке, можно использовать соответствующие переходники и заряжать различные приборы.

С правилами подбора солнечных батарей для обустройства частного дома или дачи ознакомит , посвященная этому интересному вопросу.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы получить визуальное представление о солнечных зарядных устройствах и принципах их работы, предлагаем посмотреть нашу подборку видеоматериалов:

Практические советы и подсказки, как выбрать зарядку для различных устройств. Заглянуть внутрь и изучить схему моноблока можно вместе с автором этого видеоролика:

Как собрать зарядное устройство, работающее от солнечных лучей своими руками:

Спасибо техническому прогрессу и светлым головам изобретателей, которые сделали доступной энергию солнца для рядовых пользователей. Благодаря таким зарядным устройствам можно не беспокоиться о том, что на отдыхе в нужный момент вы останетесь без связи с цивилизацией.

Ну, а если с подбором девайса возникли сложности, всегда можно обратиться за консультацией к профессионалам, разбирающимся в электрике.

Расскажите о том, как использовали солнечную зарядку в походных условиях, на пикнике или в дороге. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь впечатлениями и полезными сведениями по теме, публикуйте фотоснимки.

sovet-ingenera.com

РубрикаРазное

Добавить комментарий