Обратите внимание: если последовательность подключения будет прервана, контроллер может сломаться.

Как подключить солнечную панель, смотрите в следующем видео:

Возобновляемый источник энергии — солнечная энергия от Гелиос Хаус

Опубликовано 19 марта 2014

Понимание принципов работы солнечных панелей крайне важно при проектировании и эксплуатации электростанций. В этой статье мы изложим некоторые физические основы работы солнечных ячеек, а также особенности конструкции солнечных батарей. 

Устройство солнечной батареи

Рассмотрим устройство солнечной батареи. Фотоэлектрическая ячейка является полупроводниковой гетероструктурой, имеющей один p-n переход, который возникает на границе раздела двух полупроводниковых пластин p и n типа, соответственно, с «дырочной» и электронной проводимостью. На переднюю и заднюю поверхность ячейки нанесены электрические контакты. При падении света на солнечный элемент фотоны «выбивают» электроны из кристаллической решетки, образуя таким образом электронно- дырочную пару. Далее носители заряда свободно движутся под действием электрического поля p-n перехода. Таким образом, на обкладках солнечной ячейки появляется электро-движущая сила (ЭДС).

 Простейшая эквивалентная схема фотоэлектрической ячейки выглядит следующим образом:

Рис.1 Эквивалентная схема солнечной ячейки.

Здесь Rп – последовательное  сопротивление солнечного элемента, Rш – шунтовое сопротивление солнечного элемента.

Мощность всей солнечной батареи складывается из мощности входящих в нее солнечных элементов, которые могут быть соединены последовательно или параллельно. Введем обозначения: I – максимальный ток отдельного элемента, U – напряжение отдельного элемента, Nпс – число последовательно соединенных элементов, Nпр – число параллельно соединенных элементов, Iб – максимальный ток солнечной батареи, Uб – напряжение солнечной батареи.

При последовательном соединении солнечных ячеек имеем: Uб=U* Nпс, Iб=I.

Рис.2 Последовательное соединение солнечных элементов.

При параллельном соединении: Uб=U, Iб=I* Nпр

Рис.3 Параллельное соединение солнечных элементов.

Руководствуясь данным принципом можно рассчитать максимальный ток и напряжение для любой системы солнечных элементов

Приведем пример. Ячейки соединены в три каскада по 2 штуки, как показано на Рис.4

Рис.4 Схема соединения солнечных ячеек  в три каскада.

Для данной системы имеем: Uб=2U, Iб=3I.

Роль диодов в схеме солнечной панели

Как правило, в солнечной батареи все элементы соединены последовательно, вследствие чего возникает так называемая проблема «темного пятна». Рассмотрим солнечные панели, состоящие из большого числа элементов, соединенных последовательно. К батарее подключена нагрузка Rн. (Рис. 5)

Рис. 5 Схема солнечной панели из большого числа элементов и под нагрузкой

Предположим, один из солнечных элементов затенен. Сопротивление затененной ячейки намного больше сопротивления нагрузки, следовательно, на ней выделится почти вся энергия солнечной батареи, вследствие чего ячейка может перегреться и выйти из строя. 

Для борьбы с таким явлением параллельно каждой ячейке нужно включить шунтирующий диод Rш, как показано на Рис. 6.

Рис. 6 Схема солнечной батареи с шунтирующими диодами.

В результате, когда солнечный элемент освещен, шунтирующий диод находится под прямым напряжением смещения самого солнечного элемента и ток не пропускает. Когда элемент затенен, то есть его напряжение меньше падения напряжения на нем при протекании тока, создаваемого остальными ячейками в цепи, шунтирующий диод «открыт» обратным напряжением смещения.

В реальной жизни диодами шунтируется не каждый солнечный элемент (это слишком сложно и дорого), а группы элементов в солнечной батарее. Например, батарея из 72 ячеек 125*125мм, обычно имеет в своем составе три шунтирующих диода.

В рамках данной статье, мы затронули основные физические принципы работы солнечных фотоэлектрических систем. Более подробно тема изложена в монографии Г. Раушенбах. Справочник по проектированию солнечных батарей: пер. с англ. – М.:  энергоатомиздат, 1983.

Е.А. Коблучко

Вам также могут быть интересны другие статьи..

Возобновляемый источник энергии — солнечная энергия от Гелиос Хаус

Опубликовано 23 мая 2020

По большей части солнечные батареи состоят из некоторого количества солнечных ячеек. Простейшая эквивалентная схема солнечной ячейки выглядит следующим образом:
  
Рис. 1 Эквивалентная схема фотоэлектрической ячейки

Здесь Rп – последовательное сопротивление фотоэлектрической ячейки, Rш – шунтовое (параллельное) сопротивление фотоэлектрической ячейки.
Обычно в солнечной панели все элементы соединяются последовательно, что может приводить к проблеме «черного пятна». Рассмотрим схему солнечной батареи. Нагрузку обозначим как Rн.
  

Если затеняется один из элементов, исчезает его ЭДС, а активное сопротивление растет по мере затенения. Нетрудно догадаться, что на затененной ячейке выделится большая часть мощности солнечной батареи, от чего ячейка может перегреться и выйти из строя, а вместе с ней и вся солнечная панель.
Для предотвращения этого нежелательного эффекта каждую фотоэлектрическую ячейку нужно шунтировать диодом.

Рис. 3 Схема фотоэлектрической панели с шунтирующими диодами.

Если солнечная ячейка освещена, шунтирующий диод заперт ЭДС самой ячейки, и ток через него не идет, солнечная батарея работает в обычном режиме. При затенении исчезает ЭДС, диод открывается и весть ток идет мимо ячейки, не повреждая её. Таким образом, фотоэлектрическая ячейка, равно как и вся солнечная батарея, не выходит из строя.

Конечно, шунтировать каждую ячейку очень сложно и дорого, поэтому обычно диоды подключают к некоторой группе ячеек. В зависимости от мощности и конструкции солнечной батареи, в монтажной коробке может быть различное количество шунтирующих диодов.

Теперь, наверняка, понятно, зачем нужны шунтирующие диоды, также совершенно ясно, что ставить их отдельно не нужно, они уже есть внутри солнечных батарей. Могут встречаться солнечные батареи и без шунтирующих диодов, однако это большая редкость.

Блокирующие диоды для солнечных панелей

При затенении одной из солнечных батарей, даже частичном, возникнет довольно неприятная картина: затененный модуль станет нагрузкой для освещенного, возникнет противоток и дополнительный нагрев. Ситуация усугубляется, если сопротивление нагрузки велико, а это запросто может быть, если аккумулятор заряжен. В предельном случае имеет место просто короткое замыкание освещенной панели через затененную.

Другое дело, если параллельно соединено много солнечных батарей, больше двух. Тогда, при затенении, в цепи может протекать сумма нескольких токов короткого замыкания и затененный солнечный модуль запросто может выйти из строя. В данном случае, чтобы исключить противоток, следует установить блокирующий диод для каждой параллельной цепочки, будь это одна солнечная батарея или несколько, соединенных последовательно.

Рис. 6 Применение блокирующих диодов при параллельном соединении солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели тот единственный случай, когда действительно нужно дополнительно устанавливать блокирующие диоды.

Намеренное затенение солнечных батарей

Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Солнечная батарея своими руками: как сделать в домашних условиях

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Устройство и принципы работы

Солнечные батареи — устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо понять устройство и принципы ее работы. Солнечная батарея включает в себя фотоэлементы, соединенные последовательно и параллельно, аккумулятор, накапливающий электроэнергию, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и контроллер, следящий за зарядкой и разрядкой аккумулятора.

Как правило, фотоэлементы изготавливают из кремния, но его очистка обходится дорого, поэтому в последнее время начали использовать такие элементы, как индий, медь, селен.

Каждый фотоэлемент является отдельной ячейкой, генерирующей электроэнергию. Ячейки сцеплены между собой и образуют единое поле, от площади которого зависит мощность батареи. То есть, чем больше фотоэлементов, тем больше электроэнергии генерируется.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

• безвредность для экологии;
• долговечность;
• бесшумная работа;
• легкость изготовления и монтажа;
• независимость поставки электричества от распределительной сети;
• неподвижность частей устройства;
• незначительные финансовые затраты;
• небольшой вес;
• работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
2. На основе селенида меди — индия: КПД выше, чем у предыдущих.
3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

• фотоячейки;
• алюминиевые уголки;
• диоды Шоттки;
• силиконовые герметики;
• проводники;
• крепежные винты и метизы;
• поликарбонатный лист/оргстекло;
• паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться — это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

• 2 «крокодильчика»;
• медная фольга;
• мультиметр;
• соль;
• пустая пластиковая бутылка без горлышка;
• электрическая печь;
• дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

По большей части солнечные батареи состоят из некоторого количества солнечных ячеек. Простейшая эквивалентная схема солнечной ячейки выглядит следующим образом:
  
Рис. 1 Эквивалентная схема фотоэлектрической ячейки

Здесь Rп – последовательное сопротивление фотоэлектрической ячейки, Rш – шунтовое (параллельное) сопротивление фотоэлектрической ячейки.
Обычно в солнечной панели все элементы соединяются последовательно, что может приводить к проблеме «черного пятна». Рассмотрим схему солнечной батареи. Нагрузку обозначим как Rн.
  

Если затеняется один из элементов, исчезает его ЭДС, а активное сопротивление растет по мере затенения. Нетрудно догадаться, что на затененной ячейке выделится большая часть мощности солнечной батареи, от чего ячейка может перегреться и выйти из строя, а вместе с ней и вся солнечная панель.
Для предотвращения этого нежелательного эффекта каждую фотоэлектрическую ячейку нужно шунтировать диодом.

Рис. 3 Схема фотоэлектрической панели с шунтирующими диодами.

Если солнечная ячейка освещена, шунтирующий диод заперт ЭДС самой ячейки, и ток через него не идет, солнечная батарея работает в обычном режиме. При затенении исчезает ЭДС, диод открывается и весть ток идет мимо ячейки, не повреждая её. Таким образом, фотоэлектрическая ячейка, равно как и вся солнечная батарея, не выходит из строя.

Конечно, шунтировать каждую ячейку очень сложно и дорого, поэтому обычно диоды подключают к некоторой группе ячеек. В зависимости от мощности и конструкции солнечной батареи, в монтажной коробке может быть различное количество шунтирующих диодов.

Теперь, наверняка, понятно, зачем нужны шунтирующие диоды, также совершенно ясно, что ставить их отдельно не нужно, они уже есть внутри солнечных батарей. Могут встречаться солнечные батареи и без шунтирующих диодов, однако это большая редкость.

Блокирующие диоды для солнечных панелей

При затенении одной из солнечных батарей, даже частичном, возникнет довольно неприятная картина: затененный модуль станет нагрузкой для освещенного, возникнет противоток и дополнительный нагрев. Ситуация усугубляется, если сопротивление нагрузки велико, а это запросто может быть, если аккумулятор заряжен. В предельном случае имеет место просто короткое замыкание освещенной панели через затененную.

Другое дело, если параллельно соединено много солнечных батарей, больше двух. Тогда, при затенении, в цепи может протекать сумма нескольких токов короткого замыкания и затененный солнечный модуль запросто может выйти из строя. В данном случае, чтобы исключить противоток, следует установить блокирующий диод для каждой параллельной цепочки, будь это одна солнечная батарея или несколько, соединенных последовательно.

Рис. 6 Применение блокирующих диодов при параллельном соединении солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели тот единственный случай, когда действительно нужно дополнительно устанавливать блокирующие диоды.

Намеренное затенение солнечных батарей

Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Солнечная батарея своими руками: как сделать в домашних условиях

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Устройство и принципы работы

Солнечные батареи — устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо понять устройство и принципы ее работы. Солнечная батарея включает в себя фотоэлементы, соединенные последовательно и параллельно, аккумулятор, накапливающий электроэнергию, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и контроллер, следящий за зарядкой и разрядкой аккумулятора.

Как правило, фотоэлементы изготавливают из кремния, но его очистка обходится дорого, поэтому в последнее время начали использовать такие элементы, как индий, медь, селен.

Каждый фотоэлемент является отдельной ячейкой, генерирующей электроэнергию. Ячейки сцеплены между собой и образуют единое поле, от площади которого зависит мощность батареи. То есть, чем больше фотоэлементов, тем больше электроэнергии генерируется.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

• безвредность для экологии;
• долговечность;
• бесшумная работа;
• легкость изготовления и монтажа;
• независимость поставки электричества от распределительной сети;
• неподвижность частей устройства;
• незначительные финансовые затраты;
• небольшой вес;
• работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
2. На основе селенида меди — индия: КПД выше, чем у предыдущих.
3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

• фотоячейки;
• алюминиевые уголки;
• диоды Шоттки;
• силиконовые герметики;
• проводники;
• крепежные винты и метизы;
• поликарбонатный лист/оргстекло;
• паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться — это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

• 2 «крокодильчика»;
• медная фольга;
• мультиметр;
• соль;
• пустая пластиковая бутылка без горлышка;
• электрическая печь;
• дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

Подключение солнечных панелей, схемы соединения с инвертором и контроллером

Монтаж солнечной электростанции может стоять до половины стоимости самого оборудования. Но, сделать это вполне можно и самостоятельно. Для этого не нужно иметь никакого специального оборудования, достаточно понимать схему соединения. Их несколько, выбирать нужно в зависимости от параметров тока и напряжения, которые необходимо получить. В этой статье мы разберем все варианты.

Комплект солнечной электростанции

Типичный комплект солнечной электростанции

Данное оборудование применяется в небольших гелиосистемах которые можно использовать для дома или для дачи. К обязательным компонентам относятся:

• Солнечные панели или батареи – могут быть монокристаллические и поликристаллические. Чем отличаются и какие выбрать читайте здесь.
• Инвертор – для чего он и как его выбрать читайте в этой статье.
• Коннекторы для солнечных батарей – предназначены для быстрого подключения провода к панелям. Если бюджет ограничен, можно использовать пайку, но данное соединение намного удобнее.
• Кабель, используется одножильный медный в двойной изоляции, стойкий к любым атмосферным воздействиям, сечение от 1.5 мм.

Опционный комплектующие, которые не обязательно должны быть в системе и устанавливаются при определенных задачах:

• Аккумуляторные батареи – существует несколько вариантов, какой выбрать описано здесь.
• Контроллер заряда аккумуляторов.
• Реверсный электросчетчик, устанавливается если вы хотите продавать электроэнергию. В некоторых странах существует так называемый “зеленый тариф”, который позволяет зарабатывать, делая это.

Важные характеристики батарей, которые нужно учитывать

• Номинальное напряжение панелей – 12В или 24В.
• Максимальное напряжение при пиковой мощности Vmp.
• Напряжение холостого хода Voc – напряжение, выдаваемое панелями без нагрузки (важно при выборе контроллера заряда аккумулятора).
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели в А.

Схемы подключения

Существуют 3 возможные схемы подключения солнечных панелей между собой, это: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение. Теперь о них подробнее.

Последовательное соединение

В данной схеме минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и тд. Что дает такое соединение – напряжение всех панелей будет приплюсовываться. Другими словами, если вы хотите получить, например сразу 220В, данная схема поможет это сделать. но используется она крайне редко.

Разберем на примере. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (это напряжение холостого хода) на выходе получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. при этом максимальная мощность тока, Imp, останется неизменной.

В данной схеме не рекомендуется использовать панели с разным значением Imp, поскольку эффективность системы будет низкая.

Параллельное соединение

Эта схема позволяет, не поднимая напряжение панелей, увеличить ток. Разберем пример. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, напряжение холостого хода 22.48В, ток в точке максимальной мощности 5.42А. На выходе схемы номинальное напряжение и напряжение холостого хода остается без изменений, но максимальная мощность будет равна 5,42А*4=21,68А.

Последовательно-параллельное соединение

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В.
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В.
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А.

Соединив 2 солнечные панели последовательно и 2 параллельно на выходе мы получим напряжение 24В, напряжение холостого хода 44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Это дает возможность получить сбалансированную систему и сэкономить на таком оборудовании как контроллера заряда аккумулятора, поскольку эму не нужно будет выдерживать большое напряжение в пике работы. Так же схема дает возможность использовать панели разной мощности, например 2 по 12В, преобразовать в 24В. Наиболее удобный вариант сети для дома.

Как подключить солнечную панель к контроллеру заряда

Это оборудование применяется в системе с аккумуляторами для контроля их уровня зарядки. То есть, сбрасывает излишки электроэнергии на них и предотвращает накопление в случаи полного заряда.  Так же дает возможность подключения приборов с низким номинальным напряжением – 12В, 24В, 48В и тд. (в зависимости от того как соединены панели).

• 1 пара контактов – подключается сеть панелей.
• 2 пара – подключаются аккумуляторы.
• 3 пара – подключается источник и низким уровнем потребления.

Сначала рекомендуется подключить аккумуляторные батареи что бы проверить оборудование. Затем сами панели, после уже потребитель, если он предусмотрен в схеме.

Схема подключения, которая была в документации к контроллеру. Все достаточно просто и понятно.

Важно. Необходимо соблюдать полярность всей системы, иначе она не будет работать, возможно выйдет из строя сам контроллер. Если вы будете подключать систему к сети, это особенно важно, иначе замыкание выведет из строя все оборудование.

Видео обзор подключения

Подключение к аккумулятору

Подключение к инвертору

Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

• Напряжение может быть 12В, 24В и 48В, как правило больше не бывает, и завист оно от собранной вами схемы панелей.
• Общая мощность рассчитывается от количества панелей и мощности каждой из них. Пример, у вас 10 шт батарей по 280Вт, суммарно это 2.8кВт. Нужен незначительный запас, то есть инвертор берем минимум на 3кВт, если планируете увеличивать объем панелей в будущем, можно сразу взять более мощное оборудование.

Больше про это оборудование, а так же сложные схемы его подключения вы можете найти здесь https://vremya-stroiki.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej-kak-pravilno-vybrat/.

Полезное видео про инверторы

Солнечная батарея своими руками — принцип и порядок сборки в домашних условиях

В получении электроэнергии альтернативными методами в последнее время прослеживается тенденция к активному развитию. И это несмотря на то что подобный подход пока еще остается весьма затратным, если планируется приобрести готовое оборудование. Ждать быстрой окупаемости сделанных вложений не приходится.

Тем не менее, многие рачительные хозяева домов и даже квартир все пристальнее рассматривают такие возможности. А некоторые из них идут по пути самостоятельного создания необходимого оборудования, хотя бы в качестве стартового эксперимента. Так, например, солнечная батарея своими руками вполне может быть создана в домашних условиях, так как сегодня для ее сборки можно приобрести все необходимое. Тем более что существует несколько способов сборки солнечных панелей из разных комплектующих.

Тем, кто хочет попробовать самостоятельно собрать такой источник электроэнергии, и переназначена настоящая публикация.

Что такое солнечная батарея, и как она работает?

Общие понятия о принципе получения электричества от солнечной энергии

У людей, решивших собрать солнечную батарею, возникает немало вопросов, а для многих эта задача видится и вовсе не выполнимой из-за кажущейся сложности ее конструкции. Однако, на самом деле особых трудностей в ее сборке нет. И в этом можно убедиться, изучив схему и рассмотрев, как выполняет работу мастер, изготовивший не один подобный прибор.

Солнечная батарея представляет собой совокупность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Отдельные фотоэлементы соединены в единую панель и защищены с двух сторон материалами, стойкими к ультрафиолету, влаге и другим атмосферным явлениям. Это важно, так как батареи чаще всего эксплуатируются на открытом незащищенном пространстве — это может быть крыша здания, балконное ограждение или же поляна около дома.

Общая конструкция системы получения электрической энергии от солнечной представляет собой целый ряд приборов и устройств, соединенных в единую цепь:

• Пластины-преобразователи — это полупроводниковые фотоэлементы, обладающие способностью генерировать постоянный ток под воздействием света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме специальными шинами (плоскими проводниками), и собираются в батарею в общем корпусе.
• Панели-батареи, собранные из фотоэлементов, подключаются к прибору-контролеру с подобранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
• Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов накапливает заряд.
• Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный с напряжением в 220 В (если этот необходимо).

Такая череда приборов используются в схеме в том случае, когда планируется отдельные постоянные точки потребления или даже полностью весь дом запитать от солнечной энергии. Накопленная в аккумуляторе за день энергия может быть использована в пасмурные дни или в темное время суток. Применяются и более простые схемы, когда солнечные батареи выступают лишь вспомогательным источником питания, и накопление энергии не требуется. Панель в таком случае может быть непосредственно подключена к прибору-потребителю. Однако, этот вариант менее надежен, так как стабильность питания будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных батарей для полного снабжения дома энергией актуально в регионах, где количество солнечных дней в  течение года преобладает. Этим обычно «славятся» южные регионы страны. В других условиях они чаще всего применяются в качестве дополнительных источников электроснабжения.

Модули солнечных батарей, из которых собирается панель, подразделяются на три типа:

— монокристаллический;

— поликристаллический;

— аморфный (тонкопленочный).

От особенностей структурного строения пластин напрямую зависит эффективность конструкции, а также ее общая стоимость.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготавливаются из монокристаллов кремния, выращенных по методу Чохральского. Они отличаются высоким качеством и обладают неплохим (по меркам фотоэлементов) КПД, равным примерно 20÷22%. Из-за этого и стоимость их достаточно высока.

Солнечные лучи, попадая на монокристаллическую поверхность, способствуют возникновению направленного движения свободных электронов. Пластины с двух сторон подсоединены к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи системы.

Высокий КПД этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллические фотоэлементы изготавливаются из полупроводника, имеющего поликристаллическую структуру. Именно этот тип батареи считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а как следствие — и целых батарей получается ниже по сравнению с монокристаллическими приборами. Это обуславливается особенностями производства фотоэлементов, так как при их изготовлении применяются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнивать два этих типа изделий, то можно выделить следующие различия, выявленные тестированием независимых компаний:

• Поликристаллические пластины отличаются по внешнему виду от монокристаллов, так как имеют неоднородный по цвету окрас поверхностей, с перемежением темных и светлых участков.

• В процессе эксплуатации у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, после года работы у монокристаллов она снижается на 3%, а у поликристаллических элементов — на 2%.
• Суммарное количество электроэнергии, выработанное монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических элементов, при их одинаковой площади.
• Стоимость поликристаллов на 10÷15 % ниже монокристаллических батарей.

Аморфные солнечные модули

Этот тип элементов представляет собой плотную гибкую пленку, значительно упрощающую процесс монтажа батарей.

На современном рынке представлены три поколения подобных фотоэлементов:

• Элементы первого поколения являются однопереходными. Они имеют низкий КПД — всего 5% и относительно небольшой срок эксплуатации — не более 10 лет.
• Пленка второго поколения тоже однопереходного типа, но уровень КПД у нее повышен до 8%, увеличен и срок эксплуатации.
• Тонкопленочные батареи третьего поколения обладают КПД до 12%, и обладают длительным сроком службы, составляя конкуренцию кристаллическим вариантам.

Несмотря на не выдающиеся характеристики, самыми популярными остаются однопереходные тонкопленочные модули второго поколения. Они доступны по цене и обладают приличной мощностью, которая вполне может конкурировать с кристаллическими вариантами батарей.

Сравнение солнечных фотоэлементов

Если сравнивать кристаллические и пленочные батареи, то у последних существует ряд существенных преимуществ, благодаря которым часто предпочтение отдается именно им:

• Аморфные пленочные элементы лучше реагируют на изменение температуры, в частности, на ее повышение. В солнечные месяцы года этот тип батарей способен произвести большее количество энергии по сравнению с кристаллическими аналогами — те при нагреве способны потерять до 20% мощности.
• Пленочные батареи продолжают выработку энергии даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная пленка способна вырабатывать до 20% энергии от своих номинальных показатели. Не слишком много, но лучше, чем ничего.
• Стоимость кристаллических панелей гораздо выше, чем пленочных. Причем цена на последние продолжает снижаться из-за активного наращивания объемов их производства.
• Пленочные солнечные батареи имеют меньшее количество дефектов и уязвимых мест. Дело в том, что жёсткие пластины при формировании панели спаиваются между собой, а пленка устанавливается в корпус конструкции в целом виде.

Если подвести итоги и вывести их в таблицу, то сравнительные характеристики пленочных аморфных и жестких кристаллических солнечных фотоэлементов будут выглядеть следующим образом:

Необходимо уточнить, что производятся и комбинированные варианты солнечных батарей, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов. То есть используются по максимуму все преимущества обоих типов. Однако, стоимость подобных изделий весьма высока, поэтому они не настолько популярны, как упомянутые выше батареи.

Что влияет на эффективность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

• При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
• При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
• Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
• Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Недостатки солнечных батарей

У солнечных батарей существует ряд недостатков, узнав о которых многие хозяева жилья сразу отказываются от затеи их приобретения и установки.

• Для получения достаточного количества энергии необходимо установить весьма большое количество батарей довольно больших размеров. Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие собственники частных домов используют для их монтажа солнечную сторону крыши.

• Нельзя забывать, что батарея будет работать эффективно, только если ее лицевая сторона будет подвергаться периодической очистке от насевшей пыли, грязи, разводов высохшей дождевой воды. А это значит, что к поверхности необходимо обеспечить удобный и легкий доступ.
• Солнечные батареи недостаточно эффективно функционируют в сумерках и совершенно не работают в ночные часы. Чтобы использовать энергию от них в любое время суток необходимо подключение к нескольким аккумуляторам, которые за солнечный период накапливают энергию.
• Для большого количества аккумуляторов, если система планируется в качестве основного источника энергии, может потребоваться отдельное помещение.

• Солнечная энергия считается экологически чистой, однако сами пластины фотоэлементов содержат в себе такие токсичные вещества, как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т.п. При нагревании конструкции данные вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и проникать в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома. Оптимальным вариантом будет установить систему в отдалении от жилых строений.

• При установке батарей на открытой площадке, для более высокой эффективности их работы, систему часто снабжают специальным фотоэлементом, реагирующим на положение Солнца, и поворотным механизмом, который будет поворачивать их вслед за движением светила. Эффективность повышается, но зато возрастает сложность системы и стоимость реализации проекта.
• Пока что не приходится говорить о высокой эффективности работы подобных систем. Их КПД составляет в самом лучшем случае 20%, остальные 80% воспринятой поверхностью солнечной энергии уходят на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55÷60 градусов. Как уже говорилось выше, при нагреве фотоэлементов, эффективность их работы падает.
• Чтобы предотвратить перегревание батарей, применяют те или иные системы принудительного охлаждения. Например, устанавливаются вентиляторы или насосы, перекачивающие хладагент. Понятно, что такие приборы также требуют электроэнергии, а также периодического обслуживания. Кроме того, они могут значительно снизить надежность работы всей конструкции. Ну а проблема эффективного пассивного охлаждения батарей пока не решается.

Как собрать солнечную батарею в домашних условиях?

Если после изучения представленной выше информации желание заняться изготовлением солнечной батареи не пропало, можно поэкспериментировать, создав и проверив собственное творение. Далее будет подробно рассмотрена сборка панели из монокристаллических пластин.

В показанном примере домашний мастер собирает панель габаритами 750×960 мм, состоящую из 36 жёстких монокристаллических пластин размером мм. Пластины устанавливаются в четыре ряда, по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами выдерживается зазор порядка 10÷12 миллиметров.

Многие мастера, кроме стекла и пленки, используют еще и обрамление батареи, одевая ее в жесткую раму. Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если планируется собрать и использовать несколько солнечных батарей, то их соединяют или последовательно — для увеличения напряжения на выходе, или параллельно – так можно добиться более высоких показателей тока и суммарной мощности

Комплекс панелей через контроллер подключается к аккумулятору — накопителю энергии, а уже от него идет распределение на точки потребления, напрямую или через инвертор.

Узнайте, как сделать солнечный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, как можно видеть из представленной информации, батарею вполне можно собрать своими руками. Потребуется наличие некоторых знаний электротехники и монтажа, усидчивость и внимательность.

Другое дело — что предварительно стоить очень тщательно взвесить ожидаемый эффект от батареи и стоимость комплектующих и всего необходимого для системы оборудования. Насколько система получится рентабельной, тем более с учетом местных климатических условий? Не превратится ли ее создание просто в «игрушку» для деятельного мужчины среднего возраста?

Возможно, некоторые вопросы по этому поводу снимет размещенный ниже видеосюжет:

Видео: Основные ошибки, допускаемые начинающими при планировании создания домашних солнечных электростанций

9 Простые схемы зарядного устройства для солнечных батарей

Простые солнечные зарядные устройства — это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать аккумулятор с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных базовых функции:

• Оно должно быть недорогим.
• Удобство для неспециалистов и простота сборки.
• Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворить основные потребности зарядки аккумулятора.

В сообщении всесторонне объясняется девять лучших, но простых схем зарядного устройства для солнечных батарей с использованием IC LM338, транзисторов, MOSFET, понижающего преобразователя и т. Д., Которые могут быть построены и установлены даже непрофессионалами для зарядки всех типов батарей и работы с другим сопутствующим оборудованием

Обзор

Солнечные панели для нас не новость, и сегодня они широко используются во всех секторах.Основное свойство этого устройства — преобразование солнечной энергии в электрическую, сделало его очень популярным, и теперь оно серьезно рассматривается как будущее решение всех кризисов или дефицитов электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрического оборудования или просто храниться в соответствующем накопителе для дальнейшего использования.

Обычно есть только один эффективный способ хранения электроэнергии — использование аккумуляторных батарей.

Перезаряжаемые батареи, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для дальнейшего использования.

Энергия от солнечного элемента или солнечной панели также может эффективно храниться, чтобы ее можно было использовать по своему усмотрению, обычно после захода солнца или когда стемнело, и когда накопленная мощность становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей и

Ток также варьируется по тем же причинам, указанным выше.

Две вышеуказанные причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это очень простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

• Солнечная панель — 20 В, 1 ампер
• IC 7812 — 1no
• 1N4007 Диоды — 3nos
• 2k2 Резистор 1/4 Вт — 1no

Выглядит круто, не правда ли.Фактически, ИС и диоды могут уже лежать в вашем электронном мусорном ящике, поэтому их необходимо покупать. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для окончательного результата.

Как мы знаем, IC 7812 выдает фиксированное напряжение 12 В на выходе, которое нельзя использовать для зарядки аккумулятора 12 В. 3 диода, подключенные к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для увеличения выхода IC примерно до 12 + 0.7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что как раз и требуется для полной зарядки аккумулятора 12 В.

Падение на 0,7 В на каждом диоде увеличивает порог заземления ИС на установленный уровень, заставляя ИС регулировать выход на уровне 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2k2 используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог провести и обеспечить запланированное полное падение на 2,1 В.

Делаем это еще проще

Если вы ищете еще более простое солнечное зарядное устройство, то, вероятно, нет ничего проще, чем подключить солнечную панель соответствующего номинала напрямую к соответствующей батарее через блокирующий диод, как показано ниже:

Хотя вышеуказанная конструкция не включает в себя регулятор, она все равно будет работать, поскольку токовый выход панели является номинальным, и это значение будет показывать только ухудшение, когда солнце меняет свое положение.

Однако для аккумулятора, который не полностью разряжен, описанная выше простая настройка может нанести некоторый вред аккумулятору, поскольку аккумулятор будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов времени. время.

1) Использование LM338 в качестве контроллера солнечной энергии

Но благодаря современным универсальным микросхемам, таким как LM 338 и LM 317, которые могут очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, делая процесс зарядки всех аккумуляторных батарей через солнечную панель очень безопасным и желательно.

Схема простого зарядного устройства для солнечных батарей LM338 показана ниже с использованием IC LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием IC LM 338, настроенного для работы в стандартном режиме регулируемого источника питания.

Использование функции контроля тока

Особенностью конструкции является то, что она также включает функцию контроля тока.

Это означает, что, если ток имеет тенденцию к увеличению на входе, что обычно может происходить, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается пропорционально, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, снижая ток до указанного номинального значения.

Как видно на схеме, коллектор / эмиттер транзистора BC547 подключен через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, в результате на R3 создается напряжение, которое преобразуется в соответствующее базовое возбуждение транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что скорость тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями к батарее.

Формула предела тока:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7 / Максимальный предел тока

PCB Конструкция для описанной выше простой схемы зарядного устройства солнечной батареи приведена ниже:

Измеритель и входной диод не входят в состав печатной платы.

2) Схема зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар

Вторая конструкция объясняет дешевую, но эффективную, менее чем за 1 доллар дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства, которую может построить даже неспециалист для эффективной зарядки солнечных батарей.

Вам понадобится только панель солнечных батарей, селекторный переключатель и несколько диодов, чтобы получить достаточно эффективное солнечное зарядное устройство.

Что такое слежение за солнечной точкой максимальной мощности?

Для непрофессионала это было бы чем-то слишком сложным и изощренным, чтобы понять, и системой, включающей экстремальную электронику.

В некотором смысле это может быть правдой, и, конечно же, MPPT — это сложные высокопроизводительные устройства, которые предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение на панели оставалось неизменным или вдали от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не снижается близко к напряжению подключенной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы подключите два напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что приведет к слишком неэффективно.

И наоборот, если бы вы могли сохранить неизменным напряжение панели, но извлечь из него наилучший из возможных вариантов зарядки, это заставило бы систему работать по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора, не влияя на напряжение панели и не снижая его.

Существует один простой и нулевой метод реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. То есть для аккумулятора 12 В вы можете выбрать панель с напряжением 15 В, что обеспечит максимальную оптимизацию обоих параметров.

Однако практически вышеуказанных условий может быть трудно достичь, потому что солнечные панели никогда не производят постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на меняющееся положение солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется использовать солнечную панель с гораздо более высоким номиналом, чтобы даже в худших дневных условиях она продолжала заряжаться.

Сказав, что нет необходимости переходить на дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов.Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, для того, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо создать условия, идеально соответствующие напряжению фотоэлектрической батареи и напряжению батареи.

Это можно сделать, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или имеющийся у вас мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем довольно много раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 В, поэтому, добавив несколько диодов последовательно, можно изолировать панель от перетаскивания на подключенное напряжение батареи.

Ссылаясь на схему, приведенную ниже, можно организовать маленькое классное зарядное устройство MPPT с использованием показанных дешевых компонентов.

Предположим, что на схеме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к увеличению напряжения панели до уровня заряда батареи, что сделает работу неприемлемой.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания к напряжению батареи, но при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение объединенных диодов будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного соединения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели незначительно упадет до примерно 19 В. эффективная зарядка аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, вызывая падение напряжения на панели ниже номинального. Это можно контролировать с помощью подключенного вольтметра и пропускать несколько диодов до тех пор, пока аккумулятор не будет восстановлен с получением оптимальной мощности.

Символ стрелки, показанный при подключении к плюсу напряжения панели, можно заменить поворотным переключателем для рекомендуемого выбора диодов, включенных последовательно.

Реализовав описанную выше ситуацию, можно эффективно моделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств.Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто подключив большее количество диодов.

3) Схема солнечного зарядного устройства и драйвера для белого светодиода SMD высокой мощности 10 Вт / 20 Вт / 30 Вт / 50 Вт

Третья идея учит нас, как построить простой светодиод на солнечной батарее со схемой зарядного устройства для освещения светодиодов высокой мощности (SMD). порядка 10 ватт на 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены термически и от перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338. Идею запросил г-н.Сарфраз Ахмад.

Технические характеристики

В основном я дипломированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и уехал много лет назад из-за личных проблем дома.
Извините, что беспокою вас, но я знаю о ваших способностях и опыте в области электроники и искренности, чтобы помочь и направить таких начинающих, как я. Я видел эту схему где-то для 12 В постоянного тока.

Я подключил к SMD, 12 В 10 Вт, конденсатор 1000 мкФ, 16 В и мостовой выпрямитель, вы можете увидеть номер детали на нем.Когда я включаю свет, выпрямитель начинает нагреваться, как и оба SMD. Боюсь, если оставить эти лампы включенными в течение длительного времени, это может повредить SMD и выпрямитель. Не знаю, в чем проблема. Вы можете мне помочь.

У меня на крыльце есть свет, который включается на диске и выключается на рассвете. К сожалению, из-за отключения нагрузки, когда нет электричества, этот свет не горит, пока электричество не вернется.

Я хочу установить как минимум два SMD (12 В) с LDR, чтобы, как только свет погас, загорелся свет SMD.Я хочу добавить еще два подобных источника света в другом месте в ca

Пошаговое руководство по установке солнечной фотоэлектрической системы

Фотоэлектрическое руководство:

Пошаговое руководство по переходу на солнечную энергию

8. Выберите и установите меньшие электрические компоненты.

После выбора марки инвертора и модуля вы будете готовы выбрать другие компоненты, которые будут играть вспомогательные роли в вашей фотоэлектрической системе.К настоящему моменту вы и / или ваш подрядчик должны были сконфигурировать массив, чтобы иметь установленное количество модулей, подключенных последовательно, параллельно или и то и другое.

Именно здесь учитываются многие требования Национального электрического кодекса (NEC). В частности, жилые сетевые солнечные электрические цепи должны включать следующее:

• Распределительная коробка или сумматор (для соединений проводов в массиве или рядом с ним)
• DC Disconnect (Вы можете использовать тот, который поставляется с большинством инверторов.)
• Защита от перегрузки по току (Предохранители и / или прерыватели могут быть дополнительными на стороне постоянного тока или в вашей системе, но ваша сторона переменного тока всегда должна включать одно или несколько из этих устройств O.C.)
• Защита от замыканий на землю (уже имеется в большинстве инверторов)
• Розетка счетчика нетто (требуется многими коммунальными предприятиями)
• Разъединитель переменного тока (для размещения рядом с главной сервисной панелью)
• Автоматический выключатель DP (устанавливается непосредственно на главной сервисной панели, где проводка вашей фотоэлектрической системы соединяется с электросетью)

Более подробный обзор всех этих продуктов см. В разделе «Баланс элементов системы» — страница 2.

EnerzyTech.com
Эта иллюстрация фотоэлектрической схемы включает в себя резервную батарею и панель «нагрузки постоянного тока». Конструкция обычной сетевой системы (без батарей, контроллера заряда, панели выключателя постоянного тока и предохранителя батареи) является легкой прогулкой по сравнению с этой схемой.

Чтобы определить подходящий размер и характеристики более мелких компонентов для установки, вам понадобится следующая информация:

• уровни напряжения и тока цепи на входе в компонент
• количество жил (проводов), входящих и выходящих из элемента
• размер кабелепровода, входящего и / или выходящего из компонента (если используется)
• Требуемые размеры предохранителя / выключателя (на основе расчетов допустимой нагрузки.)
• расположение шкафов (NEMA оценивает все электрические шкафы для использования внутри и вне помещений.)
• максимальная оценка температуры окружающей среды, в которой будет размещен компонент
• , является ли инвертор бестрансформаторным (Если да, требуется максимальная токовая защита как для положительного, так и для отрицательного проводов.)

При покупке компонентов проверьте, какие марки предохранителей или автоматических выключателей совместимы с каждым продуктом.Совместимость обычно весьма ограничена, поэтому убедитесь, что хотя бы одна модель предохранителя или прерывателя, указанная в спецификации продукта, легко найти и не слишком дорога.

Хотя большинство домашних фотоэлектрических систем легко подбираются по размеру из нескольких стандартных продуктов, представленных на рынке, все же неплохо понять математику, используемую для количественной оценки вольт, ампер и ватт, пульсирующих через цепь. Более того, если вы живете в месте, где очень жарко летом или очень холодно зимой, эти расчеты становятся критически важными при выборе компонентов, которые могут выдержать экстремальные условия.Высокая температура увеличивает тепло внутри проводов и кабелепровода (и между клеммами), в то время как низкая температура может увеличить напряжение, превышающее допустимое для модулей массива.

Вот почему строительные инспекторы и коммунальные предприятия внимательно изучают схемы и спецификации продукции, представленные вместе с заявкой на получение разрешения на солнечную батарею. Во время проверки на месте инспектор также проверит рейтинги, указанные на самих компонентах, и подтвердит, что они совпадают с теми, которые вы указали в своем заявлении.

Начиная с простой части определения размеров компонентов, максимальное напряжение в фотоэлектрической цепи (то есть на стороне массива инвертора) рассчитывается по следующей формуле:

В _макс = В _o.c. X # модулей на строку X Поправочный коэффициент для низкотемпературного напряжения

Если это уравнение кажется вам знакомым, это то же самое, что использовалось в Step 6 для определения размера инвертора.Опять же, учитывая спецификацию напряжения холостого хода 37,2 В для жилого модуля Sharp ND-235QCJ, сконфигурированного с двумя последовательностями массивов из десяти модулей, математика выглядит так:

В _макс. = 37,2 X 10 модулей X 1,13, что составляет 420,36 В.

Значение, используемое для «поправочного коэффициента напряжения при низкой температуре», было взято из таблицы 690.7 NEC, показанной ниже. Это простой способ регулировать напряжение в зависимости от температуры. Вы просто ищите свою самую низкую локальную температуру в диапазонах, указанных в таблице, затем выбираете соответствующий множитель в среднем столбце.Для Сакраменто это значение составляет 1,13.

Таблица NEC 690.7

В США максимально допустимое напряжение в любой жилой цепи составляет 600 вольт. Следовательно, электрические компоненты, продаваемые поставщиками, всегда рассчитаны на 600 вольт. С другой стороны, при выборе устройства защиты от перегрузки по току на стороне постоянного тока вам обычно необходимо использовать предохранители, потому что автоматические выключатели не могут выдерживать напряжение более 240 вольт.

Выбор комбайнера или распределительной коробки

Когда напряжение отключено, следующей проблемой становится более досадный расчет тока / силы тока.NEC использует термин амперная нагрузка , а не сила тока при обсуждении номинальных значений и размеров компонентов. Пропускная способность — это мера способности проводника выдерживать ток, и это измерение имеет большой запас прочности на всякий случай. Максимальный порог тока определяется комбинацией математических формул, таблиц NEC, в которых перечислены пределы допустимой нагрузки для проводов, предохранителей, клемм и других электрических элементов, а в некоторых случаях — спецификациями продукта.

Если у вас более одной цепочки модулей, но вы не хотите, чтобы после инвертора проходило более двух проводов, вы можете использовать сумматор.Это может иметь место, например, если у вас ограниченное пространство для прокладки провода через существующий канал. Однако чаще всего в домашних солнечных электрических системах используется простая распределительная коробка, через которую проходит каждый набор проводников на пути к инвертору. Большинство инверторов имеют входные клеммы ( или каналов), которые позволяют подключать от 2 до 4 (а иногда и больше) наборов проводов.

Какой бы компонент вы ни выбрали, распределительную коробку или сумматор следует разместить рядом с массивом, потому что в этом месте вы переключитесь на менее дорогой тип провода. NEC требует, чтобы любой переход проводов проходил внутри электрического шкафа. Вы не можете просто соединить соединительные провода вместе, обернуть их изолентой и оставить в элементах.

На фото слева изображен фотоэлектрический сумматор Soladeck с привязкой к сетке. Обратите внимание на четыре набора проводов (положительный и отрицательный), входящие снизу и отмеченные лентой (красный — для незаземленных проводов, белый — для заземленных). Сверху выходит только один комплект проводов вместе с зеленым проводом заземления.Клемма заземления в правом нижнем углу соединяет зеленый провод здания с голым медным заземлением, идущим снизу от массива.

Диаграмма справа, которая не представляет то, что вы видите на фотографии, показывает, как соединение двух цепочек проходит от массива через блок комбайнера. Большинство сетевых инверторов не используют контроллер заряда батареи, поэтому толстые красный и черный провода (положительный и отрицательный) вместо этого будут идти вниз по потоку к центральному инвертору.(Если в вашей системе используются микроконвертеры, сумматор будет объединять провода, по которым проходит переменный ток, и может проходить через автоматические выключатели вместо предохранителей.) В любом случае, предохранители внутри коробки сумматора обеспечивают защиту от перегрузки по току, а грозовой разрядник обеспечивает защиту от перенапряжения защита , которая может потребоваться, а может и не потребоваться в вашем городе. Зеленая линия обозначает заземление. Обратите внимание, что все физическое оборудование (модули, корпус коробки и т. Д.) Заземлено.Это требование NEC. Фото: SolaDeck —- Схема: HomePower.com

Защита от перегрузки по току (плавкие предохранители или автоматические выключатели) должна быть включена в фотоэлектрический источник или выходную цепь, только если у вас есть три или более цепочки массива. Предохранители обычно размещаются внутри коробки сумматора (если вы ее используете) или внутри разъединителя постоянного тока (если вы этого не делаете).

Большинство O.C. устройства рассчитаны на максимальную рабочую температуру 40 ° C (или 104 ° F). Это нормально для бытовой электропроводки.С другой стороны, из-за своего расположения на открытом воздухе или на чердаках фотоэлектрические компоненты могут подвергаться гораздо большему нагреву, чем это. Таким образом, если вы планируете поместить какие-либо предохранители или прерыватели на сильный нагрев, вам следует обратиться к спецификациям продукта для определения коэффициентов регулировки температуры. В противном случае в цепи могут возникать неприятные срабатывания или перегорать предохранители в жаркую погоду.

Для определения нормального O.C. номинал устройства (т.е. размер предохранителя или прерывателя), начните с этого уравнения:

Максимальный ток цепи = I _max X 1.56

На стороне постоянного тока цепи для этого расчета используется ток короткого замыкания (Isc). Если, например, ваш предохранитель будет помещен в сумматор или распределительную коробку, то Isc будет соответствовать спецификациям тока короткого замыкания для модулей. Для нашего образца массива модулей Sharp расчет выглядит следующим образом:

8,60 ампер (ток короткого замыкания) X 1,56 = 13,42 ампер.

Так как предохранители продаются типоразмеров (6, 8, 10, 15, 20, 25, 30 ампер и т. Д.)), NEC заявляет, что вы должны выбрать ближайший размер, равный или чуть превышающий значение допустимой нагрузки. Для 13,42 ампера это означает предохранитель на 15 ампер.

Для фотоэлектрических цепей, включающих в себя обычный инвертор с трансформатором, только один из двух проводов в паре — незаземленный или горячий провод — защищен предохранителем. Однако, если у вас есть бестрансформаторные инверторы, оба провода в паре должны быть защищены предохранителями.

Также, если вам интересно, множитель 1,56 в расчете допустимой нагрузки — это сокращение, которое включает две формулы NEC, применимые к фотоэлектрическим цепям.Первая формула — Imax X 1,25, что соответствует тому, что NEC называет постоянным током цепи. Вторая формула — это постоянный ток X 1,25, который обеспечивает амортизацию выше первого значения, чтобы избежать ложных отключений из-за незначительных колебаний тока. Теперь, если вы возьмете 1,25 х 1,25 (или 1,25 в квадрате), вы получите 1,56.

Для нашего образца системы с привязкой к сети с обычным инвертором, двумя цепочками массивов и напряжением (измеренным ранее) 420.36 вольт, приобретаемая нами распределительная или объединительная коробка должна быть рассчитана на 600 вольт постоянного тока (т. Е. Стандартного размера), вмещать положительный и отрицательный проводники как минимум для двух струн и иметь номинальный ток не менее 30 А. (Вы все еще можете вставить предохранители на 15 А, но стандартный номинал для компонентов в этом диапазоне составляет 30 А.)

— —
Слева: проходной корпус Soladeck AC / DC 3R работает как распределительная коробка для фотоэлектрических систем, установленных на крыше. Он поставляется с окладом, поэтому его можно установить на композитной черепичной черепице.На этой фотографии три набора проводов (для трех модулей) и земля выходят в направлении чердака. Однако большинство распределительных коробок устанавливаются в вертикальном положении и желательно в тени, защищенной от солнечных лучей. Обратите внимание на предусмотренные в этом продукте клеммы для подключения положительного и отрицательного проводов, а также заземляющего провода (от голой меди к зеленому). Это лучший способ подключения проводов, хотя простой электрический шкаф без клемм гораздо дешевле купить.Справа разъем для проводов Polaris будет использоваться для подключения проводов в недорогой распределительной коробке без клемм. Гайки для обычных проводов не рассчитаны на высокую температуру и могут расплавиться, что приведет к короткому замыканию, поэтому их никогда не следует использовать для солнечных батарей на крыше.

Между прочим, некоторые модели сумматоров поставляются с предварительно смонтированными изнутри, что позволяет сэкономить время на установку. Вот список продуктов Midnite Solar, компании, которая продает как предварительно смонтированные, так и традиционные сумматоры для жилых и коммерческих фотоэлектрических систем. Распределительные коробки и сумматоры в идеале должны быть рассчитаны на фотоэлектрические системы, поскольку эти изделия предназначены для работы с высокими температурами. Вы также захотите, чтобы ваш ящик имел рейтинг NEMA 3R или 4, если он будет размещен на открытом воздухе. Кроме того, в любой коробке, которую вы покупаете, должно быть достаточно места внутри, чтобы соединения проводов (включая заземляющий провод оборудования) были простыми и удобными. Провода, скрученные вместе в крошечном пространстве, естественно, будут выделять больше тепла и представлять более высокий риск короткого замыкания или отключения от клеммы.Ваша работа по электромонтажу становится намного проще, если в корпусе предусмотрены шины или клеммные колодки и блоки .

Выбор разъединителя постоянного тока

Если вы решите не использовать сумматор, у вас, скорее всего, будет два или более набора проводников, идущих ниже по потоку в разъединитель постоянного тока. Отключение — это ручной выключатель включения / выключения, помещаемый в цепь, чтобы дать людям возможность быстро отключить одну секцию фотоэлектрической цепи.Для небольшой фотоэлектрической системы, подключенной к сети, вам следует спросить своего строительного инспектора и коммунального предприятия, соответствует ли отключение постоянного тока, уже установленное на вашем инверторе, требованиям. В этом случае вы сэкономите время и деньги, пропустив дополнительный компонент.

Square-D, 600 В, выключатель постоянного тока с плавким предохранителем, 30 А

Если вы включаете в свою цепь автономный выключатель постоянного тока, вам придется подобрать его таким же образом, как и распределительную коробку или сумматор. В большинстве случаев модель подходящего размера для вашей схемы будет рассчитана на 600 вольт постоянного тока.У вас также будет выбор: купить плавкий или неплавкий . В случае плавкого разъединителя размер, который вы выбираете для своих предохранителей, зависит от того, какой ток каждый набор проводников несет от массива через разъединитель, а также от того, размещен ли в цепи перед разъединителем сумматор.

Если вы не комбинируете ток в своей фотоэлектрической цепи, здесь применимы те же формулы, использованные выше:

Максимальный ток цепи = I _max X 1.56

Если используется комбайнер, то:

O.C. ampacity = I _max X #Module Строки в массиве X 1,56

Для нашего массива сэмплов с блоком сумматора математическое значение будет 8,60 ампер х 2 струны х 1,56, что составляет 26,84 ампера. Ближайший предохранитель с этим значением или выше — это 30-амперный предохранитель.

Чтобы узнать больше о разъединителях постоянного тока и их номиналах, ознакомьтесь с популярной моделью Square-D HU361RB.Буква «U» в номере модели обозначает незагруженный. Даже если вы не покупаете модель с плавким предохранителем, вам все равно потребуется вычислить номинальную емкость для продукта. Таким образом, приведенная выше математика по-прежнему актуальна, и продукт, который вы покупаете, должен быть рассчитан на 30 ампер.

Выбор выключателя переменного тока

Этот разъединитель находится между инвертором и главной сервисной панелью дома. Примечательно, что электричество, которое видит отключение переменного тока, мало похоже на электричество фотоэлектрической батареи на стороне постоянного тока вашей системы.В частности, у вас будут два «горячих» проводника (в дополнение к нейтрали), идущие от инвертора к главной сервисной панели, которые будут проходить через этот разъединитель. Каждый будет выдерживать половину 240 вольт, генерируемых инвертором.

Формула допустимой токовой нагрузки NEC также изменяется на стороне переменного тока цепи. Вместо 1,56 множитель 1,25. И вместо тока короткого замыкания вы должны использовать максимальный или продолжительный выходной ток, указанный в спецификации инвертора.Таким образом, расчет допустимой нагрузки выглядит так:

Допустимая нагрузка цепи = Выходной ток переменного тока инвертора X 1,25

Fronius IG 4000, например, показывает выходной ток 16,7 ампер. Таким образом, 16,7 х 1,25, что составляет 20,88 ампер. Таким образом, правильный выключатель или предохранитель в цепи (или внутри инвертора со стороны выхода переменного тока) должен быть рассчитан на 25 ампер.

Для самого разъединителя переменного тока вы должны выбрать двухполюсную модель на 30 А.Если ваш инвертор бестрансформаторный, и вы решили купить плавкий выключатель переменного тока, вам понадобится трехполюсная модель, чтобы предохранить нейтральный проводник в цепи, так как он не будет заземлен.

Для более подробного обсуждения того, как определить размер защиты от перегрузки по току в фотоэлектрической системе, вот статья эксперта NEC Джона Уайлса.

Выбор автоматического выключателя DP

Когда вы проводите проводку от разъединителя переменного тока к главной панели, вам необходимо установить новый двухполюсный автоматический выключатель ( он же DP ) в панель как часть этого подключение.Выключатель должен быть типа с обратным питанием , поскольку ток должен иметь возможность течь в обратном направлении в электрическую сеть. Каждый полюс будет обрабатывать один из двух горячих 120-вольтных проводов, идущих от инвертора.

«Двухполюсный» означает, что автоматический выключатель имеет два размыкающих выключателя, хотя он занимает столько же места, что и однополюсный выключатель. Когда вы покупаете этот компонент, обязательно сначала проверьте свою главную панель, чтобы увидеть, какие марки автоматических выключателей совместимы с ним.

Здесь можно использовать те же вычисления, что и для отключения переменного тока:

Допустимая нагрузка цепи = Выходной ток переменного тока инвертора X 1,25

Опять же, 16,7 X 1,25 = 20,88 А, что означает, что для каждого проводника под напряжением подходит 25-амперный выключатель. Кроме того, NEC требует, чтобы фотоэлектрический выключатель располагался на противоположном конце панели от «основных» выключателей. Это создает физический барьер между двумя источниками питания (электросеть и инвертор), что снижает вероятность возникновения дуги, короткого замыкания или другого случайного столкновения титанов.

Примечание. Если ваша основная сервисная панель имеет емкость шины 100 ампер, максимальный размер выключателя, который вы можете добавить, составляет 20% от 100, что составляет 20 ампер. Это означает, что вы не можете использовать инвертор мощностью более 3800 Вт без обновления главной панели или «бокового отвода линии». Максимальный выходной ток инвертора, приемлемый для 20-амперных автоматических выключателей, составляет 16 ампер, поскольку 16 X 1,25 равно 20. В качестве альтернативы вы можете уменьшить размер «основного» выключателя на сервисной панели со 100 до 80 ампер, что позволит вам использовать больший размер выключателя.Однако это может привести к частому срабатыванию выключателя, когда вы используете несколько приборов в доме. Если шина вашей главной панели рассчитана на 200 ампер, вы можете использовать автоматический выключатель фотоэлектрической системы до 20% X 200 или 40 ампер.

Выбор счетчика нетто

Если требуется, между вашим инвертором и главной сервисной панелью необходимо установить корпус счетчика нетто и розетку. Инструкции, которые вы получите от своей коммунальной компании, должны включать спецификации, определяющие тип компонента, который будет выполнять эту задачу.Если вы не знаете, какой продукт купить, обратитесь к представителю компании.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Продолжение на странице 9 … (Выбор и размер провода)

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Меню шагов установки солнечной энергии

Домашняя страница

————————————————- —————

Авторские права © 2012-2014 TheSolarPlanner.com

Любые отзывы или предложения отправляйте по адресу
info [at] thesolarplanner dot com .

————————————————- —————-

Обязательно введите все три слова:
TheSolarPlanner
, чтобы найти этот сайт позже.

Глобальная база данных солнечных батарей | ENF Photovoltaic Directory

«Блокировщики рекламы великолепны.Но не на ENF. Тогда они плохие. ENF выглядит лучше с отключенным блокировщиком рекламы «.

Торговая платформа по солнечной энергии и каталог компаний, работающих в сфере солнечной энергии

Каталог солнечных батарей

Добро пожаловать в каталог самых современных солнечных панелей (солнечных модулей) в мире.Установщики солнечных батарей, системные интеграторы и продавцы могут использовать наши передовые технические фильтры, чтобы найти именно те фотоэлектрические панели, которые соответствуют их потребностям. Мы собрали данные о панелях от производителей со всего мира в общий шаблон, что позволяет легко сравнивать и просматривать панели. Мы также представляем данные сертификации качества (IEC и UL), которые собираются непосредственно из сертификационных лабораторий, со ссылками, по которым вы можете легко проверить сертификаты панели самостоятельно. Наконец, обратите внимание, что в верхней части страницы вы можете переключаться между просмотром целых серий панелей или отдельных моделей панелей.

Просмотр по

Тип

Континент

Гарантия на продукт

Сертификаты

Размер ячейки

Тип стекла

Тип кадра

Тип разъема

Класс защиты распределительной коробки

Диоды распределительной коробки

LED Солнечная батарея и ее работа

Вы когда-нибудь думали об использовании светодиода в качестве солнечного элемента? Проведите этот эксперимент, чтобы понять, как это работает.В этой статье я расскажу о светодиодах. Требуемая конфигурация схемы необходима для преобразования светодиодов в солнечные панели. Прочтите статью, чтобы узнать о светодиодных солнечных элементах, их конфигурации и применении.

Солнечные элементы используются для преобразования солнечного света в электрическую энергию. Светодиод способен делать то же самое.

О светоизлучающем диоде (светодиодах)

Внутренняя структура типичного светодиода

Работа светодиода

На рисунке ниже анод имеет более положительный потенциал, чем катод. Это делает область P более положительной, чем область n. Этот положительный потенциал в области P отталкивает дырки в сторону n, а отрицательный потенциал на стороне n отталкивает электроны в сторону P. Таким образом, дырки и электроны рекомбинируют в PN-переходе, и это производит энергию. В случае светодиода эта энергия будет выделяться в виде фотонов. Эти фотоны выходят через окно на аноде и, следовательно, светодиод действует как источник света.

Цвета и конструкции
Длина волны излучаемого света зависит от типа материала, из которого изготовлен PN-переход. Изготавливаются разные цвета для разных материалов, использованных в строительстве.

Янтарный — AllnGaP
Синий — GaN
Зеленый — GaP
Желтый — GaAsP
Красный — GaAsP
Белый — GaN

Как светодиод работает как солнечный элемент?

Когда солнечный свет проникает через окно светодиода, фотоны света с длиной волны, равной ширине запрещенной зоны светодиода, проникают глубоко в PN-переход.При поглощении энергии этих фотонов связь между электронами и дырками в PN-переходе разрывается, что приводит к накоплению электронов на стороне n и дырок на стороне p. Таким образом, сторона p будет более положительной, чем сторона n. Это делает анод положительным, а катод отрицательным. Следовательно, светодиод действует как ячейка.

Светодиодная солнечная панель

Если выходной ток одного светодиода составляет около 100 мкА, то 2 светодиода, подключенных параллельно, могут давать 200 мкА. Точно так же, если напряжение, создаваемое одним светодиодом, составляет около 1,3 вольт, то 2 последовательно соединенных светодиода могут выдавать 2,6 вольт.

Принципиальная схема светодиодной солнечной панели

Самодельная светодиодная солнечная панель, способная производить 12 В, 50 мА

Если количество светодиодов в этой цепи увеличивается, увеличивайте напряжение и ток рейтинг можно получить.

Типичные области применения

Преимущества

Недостатки

Читать Новые изобретения в солнечных элементах фотоэлектрической технологии

Лучшие 10 солнечных панелей — Последние технологии 2020 — Обзоры экологически чистой энергии

Литые моноэлементы

Литые моноэлементы , также известные как Квазимонокремниевые элементы , производятся с использованием процесса литья, аналогичного поликристаллическим элементам.Менее энергоемкий процесс литья снижает стоимость производства «моноэлементов» по ​​сравнению с обычными моноэлементами, изготовленными с использованием обычного процесса Чохральского. Литые монопластины менее восприимчивы к борокислородным дефектам и имеют низкую скорость световой деградации (LID), что делает их сопоставимыми по характеристикам и надежности с монокристаллическими ячейками. Литые моноэлементы существуют уже много лет, но только недавно были приняты некоторыми крупными производителями панелей, включая Canadian Solar, Jinko Solar и GCL.

Почему монокристаллические элементы более эффективны?

Неотъемлемые преимущества монокристаллического кремния обусловлены однородной кристаллической структурой без границ зерен и меньшим количеством примесей благодаря уникальному производственному процессу Чохральского. Моноклетки имеют более низкую скорость индуцированной светом деградации (LID), а также немного лучший температурный коэффициент, как подробно объяснено ниже. Для сравнения, поли- или мультикристаллические ячейки имеют очень маленькие, но определенные границы кристаллов, которые могут действовать как мельчайшие барьеры и снижать эффективность.Мутно-кристаллические клетки, как правило, очень надежны и долговечны, но после многих лет использования могут быть более восприимчивыми к образованию микротрещин.

Высокотемпературные характеристики

Монокристаллические ячейки имеют немного более низкий температурный коэффициент ячейки, что приводит к несколько более высокой производительности при повышенных температурах. Температурный коэффициент мощности — это величина потерь мощности при повышении температуры элемента. Все солнечные элементы и панели рассчитаны с использованием стандартных условий испытаний (STC — измерено при 25 ° C) и постепенно снижают выходную мощность по мере увеличения температуры элемента.Обычно температура элемента на 20-35 ° C выше температуры окружающего воздуха, что соответствует снижению выходной мощности на 8-14%.

Сравнение температурного коэффициента мощности — чем ниже, тем эффективнее

• Поликристаллические ячейки — от 0,4 до 0,43% / ° C

• Монокристаллические элементы — от 0,35 до 0,40% / ° C

  C

• Монокристаллические ячейки IBC -0.От 29 до 0,31% / ° C

• Монокристаллические элементы HJT — от 0,25 до 0,27% / ° C

Схема солнечных панелей по оптимальной цене — Отличные предложения по схемам солнечных панелей от глобальной схемы солнечных панелей продавцы

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для схемы солнечных батарей. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эта лучшая схема солнечных панелей в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели схему солнечных батарей на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в схеме солнечных батарей и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести схему солнечной панели по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.