experiencia en la operación de sistemas de alimentación ininterrumpida con paneles solares en las condiciones de "verano"

Alternativa energía "limpia", para lo cual, sin duda, el futuro, en algunos casos, puede ser la elección natural y práctica ahora. En primer lugar, en los casos en que es necesario proporcionar un consumidor de electricidad de baja potencia se encuentra "en el campo abierto." Una casa privada, si todo está seleccionada y fabricada teniendo en cuenta los requisitos de ahorro de energía (y usted, por ejemplo, no tiene previsto utilizar la electricidad para la calefacción) es sólo un ejemplo de un usuario, "baja potencia". Sí, en contraste con los apartamentos, se añaden también, por regla general, bombas de pozo para el suministro de agua independiente y diversos equipos de jardinería, pero usted pide, en realidad es alimentado todo desde el sistema solar, complementado por un generador eólico o una red de seguridad - un poco de gas o diesel generador. Y este último se incluirán en raras ocasiones, si todo calculado correctamente.
Y puede ser más barato que las líneas de alimentación conectadas a sobre una base individual. Por lo tanto, en el contexto de Rusia, tal vez la falta de una fuente de "colectivo" es la causa más común de interés en fuentes de energía alternativas. Pero en mi opinión, hay al menos un argumento más a favor de los sistemas "verdes", donde hace sol, incluso si no es "público" 220.

El hecho de que la estabilidad de la oferta, incluso en los suburbios, fuera de la ciudad puede dejar mucho que desear. Y en el caso de mi cuello de botella centro de vacaciones está enrollando los bosques vecinos de pueblo en la línea de alta tensión pueblo. Los árboles, por desgracia, caen del viento, y esto no se conoce, al parecer, solo aquellos que creen colocación normal de las líneas aéreas en amplios claros en la fuerza de diez metros. Pero tal vez, el cableado en el suelo más de la sustitución periódica de los polos afectados por los pinos vecinos. Y todo esto es contado por sabio.
Me gustaría creer, pero no funciona, ya que a través de la tradición rusa visibles: en primer lugar, hacer algo similar, pero más barato, y luego gastar tiempo y recursos en tapar los huecos (y sinceramente sorprendido: ¿por qué un nuevo dinero no es suficiente). En consecuencia, para hacer un mejor y más caro "primera" para guardar "después" - una mucho más fácil privada
. Y desde hace algún tiempo en la temporada es el "bueno" tormenta, después de lo cual la línea de levantar una semana o incluso más tiempo, sin contar los más cortes de corto plazo, anhelado para obtener su propio suministro de autonomía. Lo ideal sería que - de tal manera que no se dan cuenta de todo este lío. Diesel o gasolina variante se dejó caer casi inmediatamente, incluso nos compró eso. Pero el deseo de impulsar este aullido y el milagro de la tecnología apestoso, llegó a disfrutar del contacto con la naturaleza, que era inferior a la demanda real de la electricidad. Es mejor que hacer velas o salir de la ciudad. En consecuencia, este tema ha cobrado urgencia cuando se quería vivir en una casa sobre una base más o menos permanente.

Mientras tanto, la característica de la casa de verano que la actividad de masas estaba pasando en el verano, cuando la energía solar, incluso en la latitud de Moscú, más que suficiente. En realidad, algunos árboles caen principalmente en verano. Por lo general, era, había pasado la tormenta, el sol brilla y no hay electricidad. Y el interés en la energía "solar" ha sido apoyado por la compra de un colector solar para calentar el agua. En particular, lo suficientemente compacto (12 tubos de 1, 8 m) a afrontar con confianza la tarea de extender la "temporada de baño" en la cuenca de 12 cc por alrededor de un mes, en comparación con el calor natural.
Así que hace un año, el sistema ha sido montado, de la que yo quiero decir. Se presta especial atención a la historia, a no participar en una discusión sobre la rentabilidad de los sistemas solares que las tradicionales. A veces, como hemos visto, hay argumentos, además del costo de un kilovatio.
Nos dirigimos a la elección de los componentes para sistemas solares.
Los paneles solares
Vamos a empezar con paneles solares. Con el fin de reducir la eficacia y el coste de la batería, seguido de monocristalino, policristalino y silicio amorfo. La gran mayoría de las baterías de marca son del primer tipo, que en sí mismo se considera que es la más duradera de todas las células se degradan más lentamente.

Por cierto, si la casa es pequeña y no tiene ningún convenientemente situado con una gran vertiente sur granero, en la práctica, es posible que el espacio para las baterías no es tanto. Y tiene sentido tomar el modelo con la mayor eficiencia por unidad de área, si realmente quiere construir un sistema con suficientemente alta eficiencia energética. Dado que es necesario colocar las pilas en la ladera sur del techo, preferentemente en un ángulo de 45 grados.
A modo de instalación tiene una batería montada en el techo a la manera de ventanas de techo (en realidad única empresa Roto con un coste completamente loco). Y el resto es un simple mayoría del panel, integrado en un marco de aluminio, que están unidos a los raíles del techo. última desventaja es que el techo tiene que ser perforados, y no cada recubrimiento puede soportar una gran interferencia y sin fugas. Sin embargo, esta es la única forma en que la opción que se ha seleccionado.
En cuanto a la batería, a continuación, una buena opción en términos de precio y calidad eran batería monocristalino Zelenograd. Sin embargo, bastantes de ellos están dispuestos a comprar en Alemania. Por lo tanto, mientras que en Rusia, es lógico e incluso agradable ser capaz de utilizar al menos algo relacionado con la electrónica, pero la producción local.
tres baterías (TCM-170B) con una capacidad de 170 vatios y el tamaño de 158 x 82 cm se adquirieron en este caso, el cálculo era simple :. obtener suficiente corriente de carga en días nublados, así como por la mañana y por la noche, al balance energético, el mínimo, permitió una carrera refrigerador indefinidamente. Dado que el consumo de la nevera - aproximadamente 100-200 vatios, y funciona de forma intermitente, una carga de esta variación de este tipo es muy capaz -. Por supuesto, si la batería tampón
En el mundo real, cuando el sol todavía está brillando, y la gente vive en la casa, la energía debería ser suficiente, y el hecho de que el uso de los aparatos domésticos, para bombear el agua, y así sucesivamente. E., incluso durante la ausencia prolongada de una fuente de alimentación externa. Sin lujos, pero sin modo de ahorro especial. De todos modos, yo esperaba, y ahora puedo confirmar que el pago se justificó.
Regulador solar
voltaje estándar de los paneles solares y la tensión necesaria para mantener la carga de la batería no es lo mismo. Por el contrario, la tensión de salida del panel solar varía desde cero hasta el máximo en función de la luz, y no puede prescindir de una conversión intermedia.
En el caso más simple, se necesita un controlador, que cortar las pilas cuando su carga alcanzó un máximo, y está conectado de nuevo cuando, en primer lugar, necesita ser recargada, y, en segundo lugar, la tensión de salida del panel solar para que coincida con la carga normal se requiere. Pero este es un método muy ineficiente.
Por lo tanto, la modulación PWM controlador modernas y asequibles que le permite obtener una tensión y corriente aceptable para cargar un rango de entrada más grande. El inconveniente aquí es que todavía se necesita por lo menos aproximadamente de combinar la tensión de salida de los paneles de los paneles solares a las baterías de tensión del campo.
Por último, el método más versátil y eficiente de ofrecer MPPT-controladores que son capaces de convertir el voltaje a una gama mucho mayor y mientras que la pista del punto de máxima potencia, y por lo tanto le permiten captar la carga máxima de energía y para garantizar la mañana temprano y antes del anochecer. En mi caso la versión con controlador era la única adecuada, ya que los tres paneles solares, ya que son no Band, dio una tensión no estándar. Pues bien, con el controlador - se puede conectar en serie, y que es más conveniente (menos cables), y menos pérdida de transmisión, ya que la misma potencia se transmite a la tensión máxima y por lo tanto menos corriente. Esto también es importante si la casa es alta, ya partir de paneles solares para el resto de la electrónica y la batería será de diez metros de cable, o incluso más.
Tal vez los más famosos y populares MPPT-controladores - la producción de Morningstar. El modelo seleccionado TriStar MPPT-45 está diseñado para la corriente de carga de 45 A, que por supuesto es superflua (pero de baja potencia MPPT-controladores difícilmente hallan, y con los mismos requisitos de NEC implica un margen de 25% para la corriente, es decir, se obtiene la corriente admisible real no más de 36 y, y, en términos generales, un controlador de este tipo de carga, la batería puede ser más de 360 ​​Ah). La batería voltaje de la batería puede ser arbitrariamente elegido en el grupo de 12, 24, 48 y 36 V. Por último, la tensión de entrada de los paneles solares debe estar en el rango de 150 V. Por supuesto, con tales características se aparean no es el problema más leve
Inversor cargador + dispositivo
Conectar la batería con la batería, es lógico pensar en la segunda mitad del circuito, es decir, tenemos que ser capaces de alimentarse de la batería a una red externa, y cargarlos en esta misma red.
En el caso más general que necesitamos un inversor, un cargador, y un relé que conmuta la carga a la desaparición de la tensión de entrada. Afortunadamente, hay modelos de inversores, donde se combinan todas estas funciones, lo cual es importante si queremos lograr un funcionamiento totalmente autónomo y libre de mantenimiento - ya que los inversores individuales a menudo requieren el reinicio manual después de que se quedaron sin vida de la batería y los discapacitados, etc. <.. br> En realidad, el algoritmo de la necesidad de prestar atención a la hora de elegir un dispositivo universal. Es importante que se inicia automáticamente al cargar la batería después de la aparición de la tensión de alimentación. También es importante que la tensión de desconexión de carga para el inversor fue puesto fuera de tensión del regulador solar. En este caso, las baterías se recargarán a la vez: ya sea como "hablará", o cuando llega la mañana. Incluso si las baterías se sientan en la noche.
Dado que la calidad modelos inversores suelen tener un margen de 2-3 veces de la corriente de arranque, y no es una emergencia, es decir, el modo normal de funcionamiento, muy correctamente seleccionar la potencia nominal de acuerdo con el máximo real que pueda necesitar. Esto es por lo general suficiente para fijar la bomba de fondo de pozo de energía en un modo estable de funcionamiento y potencia del compresor del refrigerador, y añadir un 20-30% de las acciones de "bulbo" y otras pequeñas cosas de todos los días, que está listo para conectarse a la línea de copia de seguridad.
Sí, por supuesto, se asume que la línea de copia de seguridad se presenta con un cable separado, y el enchufe que tiene sentido para identificar de manera que no se volvieron accidentalmente incluyó un poco de hierro. En general, el "trabajo" para asegurar la carga simultánea lo más bajo posible, es significativo sobre todo para los recursos de la batería. Como se sabe, si la corriente de descarga es mayor que el óptimo de la batería, su capacidad real puede ser sustancialmente menores a los indicados. Y no es de nuestro interés.
En mi caso resultó 700 + 200 V · A "debe ser exactamente". Y teniendo en cuenta el hecho de que la bomba con el tiempo puede ser necesaria y más potente, para la línea de copia de seguridad fue óptima para elegir un modelo con una capacidad de 1500 dentro de la VA.
Después de una breve reflexión, he elegido interior GFX1424E. Este modelo es sin duda un poco caro para sus instalaciones en 1400 · A. Pero, como dije, persiguiendo el poder en el caso de inversores para la línea de emergencia en el hogar no tiene sentido. Casi nadie se ponga la batería adecuada para ser realmente capaces de cargar su carga 2-3 kilovatios. Mucho más interesante en este caso a pagar por características adicionales y, por supuesto, la calidad.
Esto último es particularmente importante, dado que el dispositivo va a trabajar todo el día y en una habitación separada y sin supervisión. ¿Qué es exactamente atraídos por el dispositivo:
Hecho en los EE.UU.. Sucedió que como sinónimo de la frase técnicas de confiabilidad utiliza a menudo "calidad alemana". Mientras tanto, los productos estadounidenses más a menudo y más fuertes y más largos sirve como el nivel tecnológico del país, al menos no inferior, pero no hay austeridad en los materiales como en Europa.
Herméticamente sellado. De acuerdo con ello, el dispositivo está protegido contra el polvo, la humedad y los insectos. No, en la casa, por supuesto, es pura, pero en las habitaciones para poner un estante con la ingeniería eléctrica es poco razonable - más adecuados para ese garaje o el sótano. Y el dispositivo de la disposición habitual con rejillas de ventilación nasoset necesariamente el polvo del ventilador - si no inmediatamente, pero después de un año o dos a ciencia cierta. Es posible que algunos de araña ordenar emergencia anterior :)
Los bajos niveles de ruido. El inversor no es exactamente tranquila: chillido de alta frecuencia en algunos modos de allí también, a pesar de la caja sellada, que juega el papel de un radiador, en el interior hay ventilador de baja velocidad que se enciende y, a veces sobrepasa el aire de los componentes más caliente al radiador. Pero incluso con carga máxima (que en realidad es en modo de espera), el ruido no sea superior a 40 dBA, mientras que en el modo de espera cuando la batería se está cargando, y la temperatura ambiente supera los 25 grados - no más de 35 dBA. Es muy pequeño, la mayoría de los ordenadores de sobremesa durante el ruido más fuerte, así, los inversores clásicos con los aficionados -. Ciertamente más ruidoso
Bajo consumo de energía (18 vatios en modo de reposo, 6 W en modo de espera). Aquí hay que tener en cuenta que el modo de uso de hibernación, que podrá, si la casa es no consumidores de energía de baja potencia necesita nutrirse constantemente. El ejemplo más común de un ejemplo de los consumidores - Sistema de protección (alarma)
. De onda sinusoidal pura. Formalmente, incluso sensible a la forma del aparato de suministro de energía en gran medida capaz de tolerar una onda sinusoidal aproximada. De todos modos, en el caso de los motores - en vista del hecho de que el modo de alimentación de emergencia, que funcionará sólo una fracción del tiempo. Pero, por supuesto, la forma correcta de seno - esta es una característica que vale la pena pagar. Por el contrario, existen preocupaciones en el reverso: inversores con la aproximación del mercado ocupado por el segmento más bajo (inicial), y tienen muchas deficiencias propiedades puramente estructurales, además de la forma de la tensión. Aquí para quedarse por tales productos esperan ingenuamente.
Pero lo más curioso característica que finalmente se inclinó a favor de la elección de este dispositivo - la capacidad de exportar electricidad. En otras palabras, cuando la batería está completamente cargada, se enciende el inversor, y el exceso de energía procedente de los paneles solares (u otras fuentes alternativas conectados al circuito de circuito de bajo voltaje, baterías paralelas), se envía a un circuito externo. En consecuencia, la primera compensado por el consumo interno, y si todavía hay, y para los vecinos, es posible observar cómo el metro está girando en la dirección opuesta. Esto, por supuesto, es bueno, porque es sólo por el bien de redundancia para recoger un sistema de este tipo no es muy interesante (sin embargo, la mayor parte del tiempo fuera de la red está funcionando). Pero por qué no utilizar su energía?
Debo añadir que, incluso adosadas del cargador, no todos los inversores tienen una función de exportación. Y si recoge el sistema a partir de componentes individuales, tienen que comprar un controlador adicional e incluso, tal vez, a jugar con la programación y configuración. Ya existe un sentido en dicha tubería está sólo a condición de que se haya recogido un poder alternativo bastante grave.
En este caso, no acabo de estado seguro de que todo saldrá automáticamente. Sin embargo controlador solar se toma de otro fabricante, y ambos dispositivos incluyen programación (un inversor conectado un zócalo separado y el controlador solar está conectado a través de COM-puerto). Y de nuevo hay una selección de la tensión de umbral para las baterías y régimen de exportación de carga.

Sin embargo, puesto que el conjunto de todo el sistema duró hasta pasada la medianoche, puse la configuración y programación de la noche. Y por la mañana se descubrió que la carga de la batería ha terminado, y porque la casa es nada serio en este punto no fue incluido, el contador es muy fresco en la dirección opuesta. Todo funcionaba como debería.
Acerca de las mediciones, que no pudo hacer, no tengo más que decir al final; añadir solamente que la capacidad de exportar a prueba utilizando un medidor electromecánico, que se distingue fácilmente por un disco giratorio. Electronic actualmente no se funciona como debería, es decir, la corriente le dará, pero sólo con fines benéficos. Mientras tanto, unas palabras que decir acerca de la elección de las baterías.
baterías
Para la construcción de sistemas domésticos de energía independientes que generalmente se usa baterías de plomo-ácido cerradas. El llamado VRLA - reguladas por válvula de plomo, que es la emisión de gases reguladas por válvula. Существуют два типа таких аккумуляторов: AGM (Absorbed Glass Mat), в которых электролит между пластинами находится в стеклопластиковых капсулах, и гелевые. В последнем случае в электролит добавляются загустители, и при производстве аккумулятора этот электролит намазывается на пластины.

И если в компактных источниках бесперебойного питания чаще используются гелевые аккумуляторы, то для систем большой емкости в настоящее время самыми популярными являются AGM-модели, которые и были выбраны.

Поскольку бюджет был отнюдь не резиновый, были взяты два аккумулятора бюджетного производителя Leoch DJM12-200 емкостью 200 А·ч каждый.



Такой большой запас необходим для того, чтобы кратковременная нагрузка высокой мощности (насос) создавала, тем не менее, ток в пределах благоприятного режима для аккумуляторов. Как мы видим на диаграмме, для того чтобы время резервирования действительно составляло часы, а не минуты, желательно, чтобы ток в низковольтной цепи не превышал 0, 2C (то есть пятую часть емкости). Аккумуляторы были соединены последовательно, поскольку инвертер был выбран с поддержкой 24-вольтовой цепи, и это также благоприятно для снижения потерь в соединениях.

Соединяем в систему
Здесь все достаточно тривиально: общее правило — минимизировать длину низковольтных цепей. Поэтому инвертер, солнечный контроллер и аккумуляторы лучше разместить на одной стойке либо просто рядом.

В моем случае получилось вот так. Провода от солнечных батарей, соединенных последовательно, подключены к солнечному контроллеру (провода имеет смысл взять потолще — от 6 мм², а лучше 10, если дом высокий, а электронику вы собираетесь поместить в подвале). Выход солнечного контроллера, как и выход инвертера, подключены к аккумуляторам, соединенным, в свою очередь, последовательно. В цепь аккумуляторов также необходимо поставить специальный автомат постоянного тока для защиты инвертера и для удобства отключения системы, если это потребуется.



В качестве шин для положительного и отрицательного полюса оказалось удобнее всего использовать выходы инвертера. Сюда же можно подцепить и ветрогенератор и все остальные источники энергии, если увлечение альтернативной энергетикой перейдет в хроническую стадию болезни. Как уже отмечалось, балласт не потребуется и аккумуляторы не перезарядятся — инвертер просто будет отдавать избыточную электроэнергию во внешнюю сеть.

Несколько тестов
В первую очередь надо отметить, что поставленная цель — не замечать кратковременные отключения (на несколько часов) и не особенно менять свои планы на день из-за упомянутой ночной грозы — достигнута полностью. Было и длительное отключение (в пределах недели), когда мы были в отъезде, и раньше бы, несомненно, по возвращении обнаружили разморозившийся холодильник, в морозилке которого всякий уважающий себя дачник хранит часть собираемого урожая. И если бы в цепи не было солнечных батарей, то, разумеется, такой результат не мог бы быть достигнут.

Интересно посмотреть, сколько же фактически вырабатывается энергии при разных погодных условиях. Если замерить мгновенную мощность, когда счетчик стоит, то при условиях, близких к идеальным (температура около 25 градусов, малооблачно, полдень), удается питать нагрузку около 300 В·А. Да, это заметно меньше теоретического заявленного максимума, но упомянутый холодильник от батарей работать сможет, и при этом счетчик продолжает скручиваться, даже в облачную погоду, что уже радует. А ниже — наблюдения в течение одной недели и показатели счетчика.

Выработка, Вт
18 мая (облачно)
730
19 мая (облачно)
750
20 мая (малооблачно)
900
21 мая (солнечно)
1300
22 мая (облачно)
600
23 мая (пасмурно)
220
Итого 4, 5 кВт. Поскольку в доме в это время работали только холодильник, ноутбук и освещение (энергосберегающими лампами, вечером), а также в пределах 30-40 минут в день работал скважинный насос, общее потребление составило 7, 2 кВт. То есть, действительно, почти половину расхода, даже с учетом не самых благоприятных погодных условий, солнечные батареи скомпенсировали.

Хотя, подчеркну, это «побочный эффект», цели сэкономить на электричестве в данном случае не ставилось. Что касается именно вопросов экономии, то если присматриваться к альтернативной энергетике с этой точки зрения, в первую очередь имеет смысл перевести самую затратную статью — нагрев воды — с электричества на некий прямой источник тепла. То есть если уж говорить об экономии и привязывать ее к использованию энергии солнца, лучше начать с простого солнечного коллектора. И если опыт вам понравится, тогда наверняка захочется попробовать еще какой-нибудь источник альтернативной энергии. Поскольку занятие это заразное и увлекательное.

Дополнение
В первую очередь, надо добавить, что никакой опасности «для электриков» устройство в режиме экспорта мощности не представляет. Как нетрудно догадаться, выдача мощности в сеть прекращается при отсутствии внешнего напряжения (а вернее даже — после его снижения относительно запрограммированного пользователем минимального порога). В таком случае инвертер переходит в режим автономной работы и под напряжением остается только резервная линия, и соответственно, только то оборудование, которое вы к ней подключите. За год эксплуатации было довольно много отключений, и к корректности отработки этого состояния, к инвертору претензий нет.

Сами батареи не более нуждаются в обслуживании, чем обычные оконные стекла. Иными словами, если у вас мансардное окно явно своим видом указывает на необходимость мойки, не забудьте протереть и панели. В случае экологически чистого расположения вдали от трасс, по опыту, уборка требуется не чаще раза в год. В конце весны после цветения деревьев. Но в этом году, например, из-за обильных осадков, даже окна мыть не пришлось. Все же, в отличие от вертикальных стекол, наклонные хорошо очищаются дождем. Зимуют батареи у большинства пользователей, которых мне удалось опросить через одну из компаний установщиков таких систем, под снегом, проблем также нет. Хотя, разумеется, если вы планируете снимать напряжение и зимой, то размещать батареи лучше под большим углом или на каком-то поворотном кронштейне, чтобы снег не задерживался.

При выборе инвертора настоятельно рекомендую смотреть спецификации по стартовым токам, они у хороших моделей в несколько раз превосходят штатную мощность. Соответственно, не стоит доверять «ощущениям» или советам тех, кто хочет вам продать оборудование «с запасом». Запас необходим, но рассчитывать его необходимо не по «ощущениям», а по измерениям.

Кстати, буквально на днях сильная гроза опять «удивила» незадачливых подмосковных энергетиков падением сосен. И электричества не было примерно сутки. И как всегда на следующее утро ярко светило солнце, выполняя свою полезную работу.