Направи си сам слънчева електроцентрала у дома

Често в мрежата се промъкват съобщения за борбата за околната среда, развитието на алтернативни енергийни източници. Понякога дори съобщават как е направена слънчева електроцентрала в изоставено село, така че местните жители да могат да се наслаждават на предимствата на цивилизацията не 2-3 часа на ден, докато генераторът работи, а постоянно. Но всичко това е някак далеч от нашия живот, затова реших да покажа и разкажа със собствен пример как е уредена слънчева електроцентрала за частна къща и как работи. Ще ви разкажа за всички етапи: от идеята до включването на всички устройства, а също така ще споделя моя опит в работата. Статията ще се окаже доста голяма, така че тези, които не харесват много букви, могат да гледат видеото. Там се опитах да разкажа същото, но ще се види как сам събирам всичко това.

Преобразуване на енергията на слънцето в електричество – тази идея държа учените будни за дълго време. С откриването на свойствата на полупроводниците това стана възможно. Силициевите кристали се използват в слънчевите клетки. Когато слънчевата светлина ги удари, в тях се образува насочено движение на електрони, което се нарича електрически ток. При свързване на достатъчен брой такива кристали получаваме доста прилични токове: един панел с площ малко повече от метър (1,3-1,4 m2 с достатъчно ниво на осветеност може да произведе до 270 W ( напрежение 24 V).

Тъй като осветлението варира в зависимост от времето, времето на деня, не е възможно директно свързване на устройства към слънчеви панели. Необходима е цяла система. Освен слънчеви панели се нуждаете от:

• Батерия. През деня, под въздействието на слънчева светлина, слънчевите панели генерират електричество за къщата, вилата. Не винаги се използва напълно, излишъкът му се натрупва в батерията. Съхранената енергия се консумира от лошо време.
• Контролер. Не е задължителна част, но е желателна (с достатъчно средства). Следи нивото на батерията, за да предотврати прекомерно разреждане или превишаване на максималното ниво на зареждане. И двете от тези условия са вредни за батерията, така че наличието на контролер удължава живота на батерията. Контролерът осигурява и оптималната работа на слънчевите панели.
• DC към AC преобразувател (инвертор). Не всички устройства са с DC клас. Много от тях работят на променливо напрежение от 220 волта. Преобразувателят дава възможност за получаване на напрежение от 220-230 V.

Инсталирайки слънчеви панели за вашия дом или градина, можете да станете напълно независими от официалния доставчик. Но за това трябва да имате голям брой батерии, определен брой батерии. Комплект, който генерира 1,5 kW на ден, струва около 1000 долара. Това е достатъчно, за да задоволи нуждите на лятна къща или част от електрическото оборудване в къщата. Комплект слънчеви панели за производство на 4 kW на ден струва около $ 2200, за 9 kW на ден - $ 6200. Тъй като слънчевите панели за дома са модулна система, можете да закупите инсталация, която ще осигури част от нуждите, като постепенно повишава нейната производителност.

Видове слънчеви панели

С нарастващите цени на енергията идеята за използване на слънчева енергия за генериране на електроенергия става все по-популярна. Освен това с развитието на технологиите слънчевите преобразуватели стават все по-ефективни и в същото време по-евтини. Така че, ако желаете, можете да осигурите нуждите си, като инсталирате слънчеви панели. Но те са от различни видове. Нека го разберем.

Самата слънчева батерия представлява множество фотоклетки, които са разположени в общ корпус, защитен от прозрачен преден панел.За домашна употреба фотоклетките се произвеждат на базата на силиций, тъй като е сравнително евтин, а елементите, базирани на него, имат добра ефективност (около 20-24%). На базата на силициеви кристали се изработват монокристални, поликристални и тънкослойни (гъвкави) фотоклетки. Редица от тези фотоклетки са електрически свързани помежду си (последователно и/или паралелно) и доведени до клемите, разположени на тялото.

Фотоклетките са инсталирани в затворен корпус. Корпусът на слънчевия панел е изработен от анодизиран алуминий. Той е лек и не корозира. Предният панел е изработен от устойчиво стъкло, което трябва да издържа на натоварване от сняг и вятър. Освен това трябва да има определени оптични свойства – да има максимална прозрачност, за да пропуска възможно най-много лъчи. Като цяло се губи значително количество енергия поради отражение, така че изискванията за качество на стъклото са високи и то също е покрито с антирефлексно съединение.

Видове фотоклетки за слънчеви панели

Слънчевите панели за дома се изработват на базата на три вида силициеви клетки-

• Монокристална. Всяка слънчева клетка е един силициев кристал. Монокристалните слънчеви клетки имат добра ефективност (около 24,7%), но цената им е малко по-висока. Можете да различите, първо, по равномерен наситен син цвят, и второ, по заоблените ръбове на фотоклетката.
  
  
• Поликристална. Няколко малки силициеви кристала, комбинирани в една слънчева клетка. Те имат хетерогенна структура, поради което поглъщат по-лошо слънчевата светлина. Това се отразява в ефективността (20,3%). Всъщност това означава, че слънчев панел със същата мощност ще заема около 20% повече площ.
• Тънък филм. Представлява полупроводников слой, нанесен върху гъвкав субстрат. Поради своята гъвкавост, те могат да се монтират върху извити повърхности. Но те имат ниска производителност (около 10,4%), така че заемат големи площи (поне 2 пъти повече от поликристалните).

Ако имате скатен покрив и фасадата е обърната на юг или изток, няма смисъл да мислите твърде много за заеманата площ. Поликристалните модули може да са подходящи. За същото количество произведена енергия те струват малко по-малко.

Как да изберем правилната система за слънчеви панели за вашия дом

Има често срещани погрешни схващания, които ви карат да харчите допълнителни пари за закупуване на прекалено скъпо оборудване. По-долу са дадени препоръки как правилно да изградите слънчева енергийна система и да не харчите допълнителни пари.

Какво да купя

Не всички компоненти на слънчевата електроцентрала са жизненоважни за работа. Можете да направите без някои части. Те служат за повишаване на надеждността, но без тях системата работи. Първото нещо, което трябва да запомните, е да закупите слънчеви панели в края на зимата, началото на пролетта. Първо, времето по това време е отлично, има много слънчеви дни, снегът отразява слънцето, увеличавайки цялостната осветеност. Второ, отстъпките традиционно се обявяват по това време. Допълнителни съвети са:

• Купете слънчеви панели за вашия дом с изходно напрежение 12V. Именно от това напрежение е повечето домакинско и строително оборудване, LED лампи и др.д. Техниките, работещи от 24 или 48 волта, са много по-малко. Можете да разгледате паспортите или да използвате търсенето.
• Не използвайте лампи с нажежаема жичка за осветление. Те консумират твърде много електроенергия и работят от 220 V. Сменете ги с LED. За тях постоянен ток от 12 V е това, от което се нуждаете.
  
  
• Не се опитвайте веднага да закупите система с висока мощност, за да покриете всички възможни нужди. За да започнете, купете няколко модула без преобразувател / инвертор, свържете към тях оборудването, което работи на DC напрежение. Ако системата ви устройва, по-късно можете да увеличите мощността, да закупите инвертор и да свържете оборудване, което работи на 220-230 V. И имайте предвид, че инверторът, дори когато товарът е изключен, консумира електричество (загубите при преобразуване са приблизително 30%). Тоест през нощта, когато всичко е изключено, той просто изразходва заряда на батерията. Освен това, той произвежда далеч от идеалната синусоида. По принцип всичко, което може да работи от директно напрежение, се захранва директно от батерии.

Ако използвате само тези съвети и свързвате само уреди, които работят на DC напрежение, системата за слънчеви панели за вашия дом ще струва много по-скромна сума от най-евтиния комплект. Но това не е всичко. Можете да оставите част от оборудването „за по-късно“ или да го направите напълно.

Без какво можете да правите

Цената на комплект слънчеви панели за 1 kW на ден е повече от хиляда долара. Значителни инвестиции. Неволно ще се замислите дали си струва и какъв ще бъде срокът на изплащане. С настоящите тарифи ще отнеме повече от една година да изчакате, докато парите ви бъдат изплатени. Но разходите могат да бъдат намалени. Не поради качеството, а поради леко намаляване на комфорта при използване на системата и поради разумен подход при избора на нейните компоненти.

• Не купувайте гел или батерии с дълбок цикъл. Те не си струват парите. Дори употребяваните автомобилни батерии работят чудесно със слънчеви панели за дома . Работят добре още поне 5 години.
  
  
• По принцип можете да се справите с още по-малко пари. Не можете да поставите контролера. Струва най-малко $150 (и $500 с висока мощност), а цялата му задача е да следи състоянието на зареждане на батериите. Ако бюджетът е малък, купете 12V часовник за кола, който също измерва напрежение, температура. Те струват 2-5$ и на практика изпълняват същата функция. И за да избегнете презареждане, купете допълнителна батерия. или две. Общата мощност на "допълнителния" капацитет трябва да бъде най-малко 20%. Това ще избегне презареждането и ще увеличи капацитета на системата.

Така че, ако бюджетът е ограничен, можете да се справите с няколко слънчеви панела и батерии, чийто капацитет е с 20-25% по-висок от максималното зареждане на слънчевите панели. За наблюдение на състоянието си купете часовник за кола, който също измерва напрежението. Това ще ви спести от необходимостта да измервате заряда на батерията няколко пъти на ден. Вместо това от време на време ще трябва да поглеждате часовника. Това е всичко за начало. В бъдеще можете да закупите слънчеви панели за къщата, да увеличите броя на батериите. Ако желаете, можете да закупите инвертор.

Определете размера и броя на фотоклетките

Добрите слънчеви панели за 12 волта трябва да имат 36 клетки, за 24 волта - 72 фотоклетки. Това количество е оптимално. С по-малко фотоклетки никога няма да получите декларирания ток. И това е най-добрият вариант.

Не трябва да купувате двойни слънчеви панели - съответно 72 и 144 елемента. Първо, те са много големи, което е неудобно по време на транспортиране. Второ, при необичайно ниски температури, които периодично ни се случват, те първи се отказват. Факт е, че ламиниращият филм при замръзване значително намалява по размер. При големи панели поради високото напрежение се отлепва или дори се счупва. Прозрачността се губи, производителността пада катастрофално. Таблото се ремонтира.

Втори фактор. При големите панели дебелината на корпуса и стъклото трябва да е по-голяма. В края на краищата натоварванията на вятъра и снега се увеличават. Но те не винаги правят това, тъй като цената се увеличава значително. Ако видите двоен панел и цената за него е по-ниска, отколкото за два "обикновени", по-добре е да потърсите нещо друго.

Още веднъж: най-добрият избор е слънчев панел за къщата на 12 волта, състоящ се от 36 фотоволтаични клетки. Това е най-добрият вариант, доказан от практиката.

Спецификации: какво да търсите

В сертифицираните соларни панели работният ток и напрежение винаги са посочени, както и напрежението на отворена верига и тока на късо съединение. Трябва да се отбележи, че всички параметри обикновено са посочени за температура от +25°C. В слънчев ден на покрива батерията се загрява до температури доста над тази цифра. Това обяснява наличието на по-високо работно напрежение.

Обърнете внимание и на напрежението в отворената верига. При нормални батерии е около 22 V. И всичко би било наред, но ако извършвате работа по оборудването, без да изключвате слънчевите панели, напрежението на отворената верига ще деактивира инвертора или друго свързано оборудване, което не е проектирано за такова напрежение. Следователно, по време на всяка работа - превключване на проводници, свързване / изключване на батерии и др.д. и т.p - първото нещо, което трябва да направите, е да изключите слънчевите панели (свалете клемите). След като сортирате веригата, свържете ги последни. Тази процедура ще ви спести много нерви (и пари).

Калъф и стъкло

Слънчевите панели за дома са с алуминиев корпус. Този метал не корозира, с достатъчна якост има малка маса. Нормалният корпус трябва да бъде сглобен от профил, който съдържа най-малко два усилвателя. Освен това стъклото трябва да се постави в специален жлеб, а не да се фиксира отгоре. Всичко това са признаци на нормално качество.

Дори когато избирате соларна батерия, обърнете внимание на стъклото. При нормалните батерии той не е гладък, а текстуриран. На допир - грубо, ако си прокарате ноктите, се чува шумолене. Освен това трябва да има висококачествено покритие, което минимизира отблясъците. Това означава, че не трябва да отразява нищо. Ако отраженията на околните обекти се виждат поне под някакъв ъгъл, по-добре е да намерите друг панел.

Изборът на напречно сечение на кабела и тънкостите на електрическото свързване

Необходимо е да свържете слънчеви панели за къщата с едножилен меден кабел. Напречното сечение на жилото на кабела зависи от разстоянието между модула и батерията:

• разстояние по-малко от 10 метра:

• 1,5 mm² на 100 W слънчев панел;
• за две батерии - 2,5 mm²;
• три батерии - 4.0 mm²;

Можете да вземете по-голям участък, но не по-малко (ще има големи загуби, но нямаме нужда от него). Когато купувате проводници, обърнете внимание на действителното напречно сечение, тъй като днес декларираните размери много често не съответстват на действителните. За да проверите, ще трябва да измерите диаметъра и да изчислите напречното сечение.

При сглобяването на системата е възможно да се изчертаят плюсовете на слънчевите панели с помощта на многожилен кабел с подходяща секция и да се използва един дебел кабел за минус. Преди да се свържем към батериите, прекарваме всички „плюсове“ през диоди или диодни възли с общ катод. Това предотвратява късо съединение на батерията (може да причини пожар), ако проводниците между батериите и батерията са окъсени или счупени.

Диодите използват тип SBL2040CT, PBYR040CT. Ако не бъдат намерени, можете да ги премахнете от стари захранвания за персонални компютри. Обикновено има SBL3040 или подобни. Желателно е преминаването през диоди. Не забравяйте, че те се нагряват много, така че трябва да ги монтирате на радиатор (можете да използвате такъв).

Системата също се нуждае от кутия с предпазители. По един за всеки потребител. Свързваме целия товар през този блок. Първо, системата е толкова по-безопасна. Второ, ако възникнат проблеми, е по-лесно да се определи неговият източник (чрез изгорял предпазител).

Статии по темата "Направи си сам слънчева електроцентрала у дома"

Направи си сам душ кабина в частна къща

Направи си сам димогенератор за студено пушене

Остатъците от ламинат: какво може да се направи, снимки на занаяти и методи на приложение

Направи си сам пергола: инструкции стъпка по стъпка как да направите