Как работает солнечная или ветроэлектростанция?

Многие не знают, как работает электроснабжение на солнечных батареях или ветрогенераторе. Задают вопросы типа:  «Сколько мне нужно солнечных батарей, чтобы отапливать домик на даче или подключить банную электропечь?».

В этой статье я расскажу,  как это работает.

Солнце и ветер бывают не постоянно, а электричество может понадобиться в любой момент, в том числе и ночью или пасмурную погоду, а в случае с ветряком — в безветренную. Если же стоят и ветряк, и панели — то, например, в безветренную ночь.

К тому же может понадобиться кратковременно много энергии, например, включить сварочный аппарат на 5 минут или мощный электроинструмент ненадолго. Поэтому энергия солнца и ветра должна быть накоплена. Для этих целей используются аккумуляторы. И это примерно половина стоимости вашей миниэлектростанции.

Итак, первое оборудование в нашей цепочке — это собственно сам источник энергии: солнечная батарея или ветряк:

  250x24poli                                                Ветрогенератор Exmork 750 Вт, 12 вольт

Далее:

Напрямую энергию от солнечной панели или ветряка направлять в аккумулятор нельзя, потому что параметры заряда у каждого аккумулятора свои, и если их не соблюдать, то аккумулятор выйдет из строя. Для этого используется второе устройство в нашей цепочке: контроллер заряда:

Wincong SL03-30A

Настраиваемый контроллер

а третье — это сам аккумулятор:

100-12

И это ещё не всё.

С аккумулятора мы можем получить постоянный ток напряжением 12 вольт или, если стоит сборка аккумуляторов с последовательным соединением, то 24 или 48 вольт. Если у вас потребители работают на напряжении 12 вольт и постоянном токе, то вам может больше ничего и не понадобится. Например, автомобильные устройства: лампочки, магнитола, зарядные устройства для телефонов или ноутбука/планшета через адаптер, автомобильный холодильник или что-то еще. Список невелик.

Но если вам нужно полноценное энергоснабжение, к которому можно подключить любое устройство, напряжением 220 вольт и с переменным током частотой 50 Гц, то вам нужно четвертое устройство в цепочке, преобразующее постоянный ток в переменный напряжением 220 вольт. Это инвертор:

dualdsp-12-3000-top

Это основная цепочка.

Можно еще добавить зарядное устройство для аккумулятора, если его нет в составе инвертора или ИБП, когда появляются 220 вольт. Например, если у вас есть бензогенератор и вы его иногда заводите:

вымпел-30

 Правда, почти во всех бензогенераторах есть встроенное зарядное устройство для аккумуляторов, но если оно вам не подходит по параметрам заряда, то вы к нему можете подключить свое зарядное устройство, подходящее вам. В некоторых инверторах тоже есть встроенное зарядное устройство и, когда появляются 220 вольт, оно переключается из режима инвертора в режим зарядного устройства.

Общая схема подключения приведена ниже. Если вместо солнечной батареи у вас стоит ветряк, то он подключается так же, только у него свой контроллер заряда. Если используются и панели, и ветряк, то у панелей свой контроллер, а у ветряка свой, и оба контроллера подключаются к одному аккумулятору одновременно. Бывают совмещенные контроллеры, к которым можно подключить и солнечные батареи, и ветрогенератор, а от него уже провода на аккумулятор.

схема

У каждого элемента из этой цепочки есть разновидности:

Солнечные панели бывают 12 и 24 вольт, поликристаллические и монокристаллические и разной мощности.

Ветряки бывают с горизонтальной осью вращения и вертикальной, одно- и трёхфазные, напряжением 12, 24, 48 вольт, и разной мощности.

Контроллеры заряда бывают с постоянными, заданными на заводе параметрами напряжения и тока, а есть с программируемыми. Также есть контоллеры с ШИМ-модуляцией, и более эффективные MPPT-контроллеры, и также разной мощности.

Аккумуляторы бывают разных типов: AGM, гелевые, кальциевые, щелочные никель-кадмиевые и многие другие. У каждого типа разный срок службы, параметры заряда и соответственно цена.  Их собирают с параллельным соединением для увеличения общей ёмкости, с последовательным — для увеличения напряжения, и параллельно-последовательным — для увеличения и напряжения и ёмкости.

Чем больше вы собираетесь тратить энергии из вашей электростанции, тем она должна быть мощнее. Наращиваются только аккумуляторы и солнечные панели, а вот контроллеры заряда, инверторы, зарядные устройства и ветряк лучше сразу выбрать той мощности, которую хотите получить в будущем.

Комплектуя систему, обязательно нужно соблюдать характеристики и параметры каждого компонента, чтобы не было недозаряда, перезаряда аккумуляторов и выхода из строя компонентов.

Самое слабое звено во всей системе — это аккумуляторы. Потому что всё остальное может прослужить десятилетиями, а аккумуляторы могут выйти из строя в первые годы, а стоят они не дёшево. Поэтому правильный выбор аккумуляторов и других компонентов под них — очень важная задача.

Вот, пожалуй, основная информация по принципу работы солнечной, ветряной или ветро-солнечной миниэлектростанции. Всё остальное – детали, которые изучаются отдельно, когда вы решите поставить себе такую систему.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

  • Настраиваемый контроллер заряда на 30А за 2200р.

    Wincong SL03-30A

    Можно выставлять зарядное напряжение в широком диапазоне. Незаменим для щелочных никель-кадмиевых, литиевых и других нестандартных аккумуляторов.

Яндекс.Метрика