Human Skills logoHuman Skills

Главная › Самообеспечение

Основы солнечной энергии

Панели, аккумуляторы и что реально тянет небольшая система

6 минСредний уровеньОбновлено Основы солнечной энергии
Ты узнаешь
  • Объясни, что делает каждая часть солнечной системы
  • Оцени, что может питать небольшая панель и аккумулятор
  • Знай, где заканчивается «сделай сам» и начинается работа лицензированного специалиста
⚠️ Никогда не подключай солнечную систему к домашней проводке или сети самостоятельно; это требует лицензированного электрика и регистрации.
⚠️ Ставь предохранитель на каждый плюсовой провод аккумулятора рядом с самим аккумулятором; короткое замыкание по постоянному току может вызвать пожар.
⚠️ Панели вырабатывают напряжение всякий раз, когда на них попадает свет. Накрывай их перед работой с соединениями.

Четыре части

В любой солнечной установке одни и те же части. Панели превращают солнечный свет в постоянный ток: типичная бытовая панель — около 1,7 на 1 метр и рассчитана примерно на 400 ватт. Контроллер заряда находится между панелями и аккумулятором и не даёт аккумулятору перезаряжаться; контроллер MPPT выжимает на 20–30 процентов больше из панелей, чем дешёвый PWM. Аккумулятор хранит энергию на ночь и на пасмурную погоду; литий-железо-фосфатный (LiFePO4) сейчас стандарт, потому что выдерживает тысячи циклов и может глубоко разряжаться. Инвертор преобразует постоянный ток аккумулятора в 230 В переменного тока для обычных приборов. По возможности пропусти инвертор и запитывай устройства 12 В напрямую: так эффективнее.

💡 Ватты на панели — это пиковые лабораторные значения. Реальная выработка в хороший день — 70–80 процентов от этого.

Ватты, ватт-часы и математика

Ватты измеряют мощность прямо сейчас; ватт-часы измеряют энергию за время. Лампочка на 10 Вт, работающая 5 часов, использует 50 Вт·ч. Чтобы рассчитать систему, перечисли, что хочешь запитать, умножь ватты каждого прибора на часы работы в день и сложи. Панель 400 Вт в Португалии даёт примерно 4–5 пиковых солнечных часов в день летом и 2–3 зимой, то есть около 1600–2000 Вт·ч в летний день и 800–1200 Вт·ч зимой. Аккумуляторы измеряются в ампер-часах: умножь на напряжение, чтобы получить ватт-часы. Аккумулятор 12 В на 100 А·ч LiFePO4 хранит 1200 Вт·ч, из которых можно безопасно использовать около 1000.

💡 Рассчитывай систему на зимнюю выработку, а не на летнюю. Система, которая работает в декабре, работает весь год.

Что реально может тянуть небольшая система

Проверка реальностью. Одна панель на 400 Вт с аккумулятором на 1200 Вт·ч спокойно тянет светодиодное освещение (5–10 Вт на лампу), зарядку телефона и ноутбука (10–60 Вт), Wi-Fi-роутер (10 Вт), насос для сада на 12 В и небольшой холодильник на 12 В (40 Вт в работе, около 500 Вт·ч в день). Она не потянет электрочайник (2000 Вт), стиральную машину, духовку или кондиционер. Для них нужно подключение к сети или система на 3–5 кВт с большим аккумуляторным блоком стоимостью в тысячи. Реальная задача небольшой системы — освещение, связь, вода и охлаждение: то, что важно, когда электричества нет.

💡 Чайник на 2000 Вт за 3 минуты использует 100 Вт·ч — столько же, сколько ноутбук за два часа. Тепло — враг небольшой солнечной системы.

Размещение панелей

Панели должны быть обращены к экватору, то есть на юг в Португалии, под наклоном примерно равным твоей широте (около 38 градусов в Лиссабоне) для круглогодичной выработки, или круче зимой и площе летом, если можешь регулировать. Тень убивает систему: тень на 10 процентах панели может снизить её выработку вдвое, потому что ячейки соединены последовательно. Понаблюдай за местом весь день, прежде чем что-то устанавливать. Держи панели прохладными с помощью вентиляции сзади; выработка падает при нагреве. Смывай пыль и пыльцу обычной водой несколько раз в год, рано утром, никогда когда стекло горячее.

💡 Переносная панель, которую можно вынести на солнце, лучше стационарной в плохом месте.

Где заканчивается «сделай сам»

Комплект на 12 В или 24 В для сарая, фургона, лодки или садового насоса — разумный проект для начинающего: низкое напряжение, с предохранителями, изолированный от дома. Всё, что подключается к домашней электропроводке, отдаёт энергию в сеть или превышает сверхнизкое напряжение, — это лицензированная работа. В Португалии сетевая система или система самопотребления (UPAC) должна быть зарегистрирована в DGEG и установлена сертифицированным специалистом, а инвертор должен быть одобрен; то же самое по всему ЕС. Даже в автономной системе дуга постоянного тока от аккумуляторного блока может вызвать пожар, поэтому ставь предохранитель на каждый плюсовой провод рядом с аккумулятором, правильно подбирай сечение кабелей и используй нормальные разъёмы, а не скрутки.

💡 Купи полный подобранный комплект для своей первой системы. Несовместимые детали — вот где начинающие получают травмы.

Проверь себя

Что делает контроллер заряда?

Контроллер заряда регулирует поступление энергии от панелей к аккумулятору. Контроллер MPPT также забирает от панелей больше энергии, чем простой PWM.

Сколько энергии примерно хранит аккумулятор 12 В на 100 А·ч?

Ампер-часы умноженные на вольты дают ватт-часы: 100 × 12 = 1200 Вт·ч. Используй примерно 80 процентов этого для аккумулятора LiFePO4.

Какой прибор реально запитать от одной панели 400 Вт и небольшого аккумулятора?

Небольшая солнечная система справляется с освещением, зарядкой, роутером, насосом и небольшим холодильником на 12 В. Нагревательные приборы потребляют слишком много.

Какую работу обязательно нужно доверить сертифицированному установщику?

Любое подключение к домашней электропроводке или сети — лицензированная работа, которую нужно регистрировать в органе энергетического надзора.

Попробуй на практике: Рассчитай мини-систему

  1. Перечисли пять приборов, которые хотел бы иметь при отключении электричества, и найди их мощность на этикетке
  2. Умножь на часы работы в день, чтобы получить ватт-часы в день
  3. Посчитай, сколько понадобится панелей по 400 Вт и аккумуляторов на 100 А·ч на зимний день
  4. Понаблюдай за самым солнечным местом на улице в 9, 12 и 15 часов и отметь любую тень

🛒 Снаряжение для этого навыка

Всё снаряжение →

Как партнёр Amazon мы получаем доход с подходящих покупок. Для тебя цена не меняется, а сайт остаётся бесплатным.

Следующий урок: Энергетическая независимость начинается с меньшего →

Источники

Написано и проверено командой Human Skills по источникам ниже. Как мы проверяем материалы

  • IEA Photovoltaic Power Systems Programme
  • DGEG (Portugal energy authority) self-consumption rules
  • US Department of Energy solar guidance

Похожие уроки