Решил обобщить свой пока небольшой опыт поселенческой жизни с использованием солнечных батарей – думаю, многим будет интересно.
Использовал эту систему начиная с Нового года (самое темное время) и дальше весь год.
Итак – на фото: используемая техника. Это 2 солнечных панели по 150 ватт каждая, контроллер (ниже) на 20 ампер PWC, аккумуляторные батареи, и еще обогреватель газовый для кучи – обо всем подробно ниже.
Батареи поликристаллические. Фирма – Exmork (оптимальная по соотношению цена-качество из того, что нарыли в интернете). Так как в процессе приобретения мы проштудировали некое кол-во информации, то чтобы вам было проще – сразу буду по ходу повествования объяснять, что к чему и почему так. Существует много мнений, и ведутся разные дискуссии по поводу, какие батареи «лучше» — моно или поликристалл. Выяснилось примерно следующее: в плане эффективности это, в общем, одно и то же – то есть если вы покупаете батарею «поли» или «моно» на 150 ватт, то она и будет на пике выдавать вам 150 ватт (даже немного больше), просто монокристалл немного (на какие-то проценты) эффективнее вырабатывает электричество на прямом солнечном свете. В результате площадь монокристаллических батарей той же мощности немного меньше, чем поликристаллических, вот и все.
Но – поликристалл немного дешевле, и еще поликристалл лучше работает в условиях недостаточной освещенности (то есть, когда на небе облака). Поэтому мы и решили взять поликристалл – все же, не в Сахаре живем. Да и экономия присутствует.
Размер наших батарей — полтора метра на 67 см. каждая, вес 1 батареи — 12 кг. Укрепил в двойной раме — поднимающейся вверх и раскрывающейся вбок.
Дальше – в комплекте к батареям мы приобрели контроллер (фото выше) и провода. Сразу поясню общий принцип – батареи подсоединены к контроллеру, задача которого – питать аккумулятор, выдавая на него ток и отключая подачу, когда батарея заряжена – чтобы не привести к ее перезаряду и выходу из строя. А дальше – к батарее подсоединен инвертор (см. фото ниже) – в нашем случае это инвертор на 500 ватт – преобразующий ток от батареи (12 вольт) в обычные и привычные нам 220 вольт, что дальше по проводу сечением 2,5 мм. идет в дом, где просто подключаем все наши приборы через обычные розетки.
Почему я указал сечение провода? Потому что чем больше сечение, тем меньше сопротивление, и в итоге – меньше потери. Вообще, рассчитать сопротивление сети в зависимости от длины и сечения провода, а также напряжения сети, можно в Интернете. Для наших нужд (и в большинстве случаев) основной гибкий медный многожильный кабель 2,5 мм – оптимальный вариант.
Сразу отмечу – про сеть 12 вольт. Делал такую попытку. И столкнулся с тем, что в результате теряется достаточно значительная мощность. Если для питания светильника или светодиодной ленты это не так критично, то для питания других приборов (ноутбука, например, через адаптер 12 вольт – 19 вольт), это уже критично – он просто-напросто не работает, так как мощность на выходе в доме недостаточная. В результате у меня сеть 12 вольт используется только в непосредственной близости (пара метров) от аккумуляторной батареи – это светодиодная лента в прихожей и внешний светодиодный прожектор на улицу. Эти два товарища подключены сразу к выходу 12 вольт из контроллера – не через инвертор. Длинный провод (более чем на 2-3 метра) 12 вольт вести невыгодно – вы слишком много мощности потеряете по дороге. Собственно — чем выше напряжение в линии, тем меньше в ней потери. Поэтому у нас в домах привычные 220 вольт, а на улице имеются высоковольтные линии для передачи электроэнергии на большие расстояния.
Несколько слов про контроллер. Контроллер взяли один из самых дешевых. Нужно брать контроллер, исходя из выдаваемой батареями максимальной мощности и оставлять еще запас. Максимальная сила тока наших батарей – около 18 ампер, поэтому контроллер у нас стоит на 20 ампер. Тип контроллера – PWM, или ШИМ по-русски (с «широтно-импульсной модуляцией»). Не буду углубляться в термины – вы можете узнать это в Интернете, скажу только, что по своим типам контроллеры, в основном, бывают либо этого типа, либо MPPT – последние подороже, и основное их отличие в том, что они «добавляют» мощность в процессе преобразования тока от батарей на аккумулятор при определенных условиях, преобразуя «лишнее» напряжение в силу тока. Но в большинстве случаев этот эффект не столь значителен. Поэтому мы остановились пока на этом контроллере.
Аккумуляторные батареи. Вот это – одна из основных составляющих солнечной системы. Чем больше емкость ваших аккумуляторов, тем больше энергии от солнца вы можете запасать – используя ее в пасмурные дни и по вечерам. В начале я мучился исключительно с обычными автомобильными батареями. И получив в этом определенный опыт, сразу могу сказать – не советую. Лучше вместо 2-3 стартерных покупайте сразу 1 гелевую. Отличие – по многим пунктам. Стоит здесь понять сразу основное: стартерные автомобильные батареи не предназначены для резервного электроснабжения, и указанная на них емкость – вовсе не адекватна запасенной для этих нужд энергии. В лучшем случае вы получите примерно 10% от емкости. Причем, их емкость сильно падает при уменьшении температуры воздуха, и если батарея не стоит в теплом доме, то на морозе при -10 ее емкость (и без того небольшая) уменьшается почти вполовину. А если вы оставляете такую батарею разряженной, да еще на морозе – она очень быстро выходит из строя.
Гелевый аккумулятор не имеет этих недостатков. Он может полностью отдать всю запасенную энергию, он не боится холодов, он не боится глубоких разрядов, он служит намного дольше. Собственно, он и предназначен для того, чтобы постоянно заряжаться и медленно разряжаться, в циклическом режиме.
В результате за несколько зимних месяцев я выбросил 2 испорченных обычных батареи – причем одна из них была «глубокого разряда» — и купил 1 гелевую. Еще одна обычная у меня сейчас «на подхвате». В идеале, конечно, иметь несколько гелевых батарей.
аккумулятор для питания ноутбуков (в нашем случае — PITATEL NPS-153). Для тех, чья работа связана с использованием ноута – очень полезная вещь. В нашем случае эта «приблуда» запасает 153 ватта мощности – этого хватает на 3 полных зарядки ноутбука, или 7-8 часов непрерывной работы. Весит такая штучка всего 1,5 кг. Мы используем ее в пасмурные дни.
В заключение – что дает нам эта система. Очень популярный вопрос. «И на что вам ее хватает?»
Электричество у нас кушают (вместе или по-отдельности):
— светодиодная потолочная лампа (как на фото – светит ярко, кстати) – 5 ватт
— светильник на стену, тоже светодиодный – 6 ватт (светит как обычная лампа 60 ватт)
— 2 ноутбука. 1 ноут в среднем потребляет от 20 до 50 ватт, на максимуме – 90 в
атт (но это если вы фильм смотрите и еще программы всякие запущены)
— зарядки для телефонов, модема
— светодиодная лента в прихожке
— светодиодный уличный прожектор 10 ватт (вполне хватает чтобы освещать все окрестности метров на 15-20)
Электрочайники мы, разумеется, не используем – их мощность – от 1 кВт.
По поводу ответа на вопрос «сколько выдают солнечные панели» сразу не ответишь – все зависит от сезона и от погоды. В солнечный день (в том числе зимой в декабре) – батареи выдают полную мощность, то есть порядка 300 ватт, и этого нам на все наше хозяйство хватает. Того, что собирает
с них аккумулятор в облачный день зимой, хватает только на освещение. Правда, бывают уж совсем темные хмурые дни — тогда может хватить всего на 2-3 часа освещения, но такое бывает редко. Вообще, панели начинают «работать» — то есть идет сигнал на заряд — уже начиная со времени утренних и до вечерних сумерек, другое дело — сколько с этого в результате «капает» электричества. Начиная с марта, даже в облачный день, запасенной днем мощности обычно хватало еще как минимум на 1 ноутбук. Но облачные дни бывают разные. Иногда приходится подзаряжать второй аккумулятор от сети в нашей общей электрической будке. Но если в облачную серую погоду зимой система выдавала около 1 ампера в час днем (то есть всего около 12 ватт), то с середины марта – 2-3 ампер в среднем (то есть около 25-40 ватт), дальше — больше. Проблем с освещением и питанием 2-х ноутбуков и зарядки телефонов не было начиная с середины апреля по сентябрь — в эти полгода я даже не ходил подзаря
жаться в будку. Когда начинает проглядывать через облака солнце, мощность увеличивается до 60-80 ватт, что уже вполне достаточно для работы ноутбука, а если солнце периодически просвечивает сквозь облака, и тем более в ясную погоду – то тут уже питай, что хочешь (в моем случае – 2 ноута, зарядки на тел., модем wifi, все аккумуляторы обычно ставлю на подзарядку, чтобы освещаться-работать вечером).
Для увеличения отдачи от батарей, особенно в облачные дни, я сделал двойную раму – которую можно наклонять вверх (примерно на 30 градусов, как на фото), а также раскрывать вбок – чтобы ловить солнце на закате. Ориентация (наклон) вверх, как у меня, сразу добавила около 15% мощности. Ориентирована вся конструкция на юг.
Также на фото – наш газовый обогреватель. Очень помог зимой (печки пока нет). Работает тихо, стабильно, греет отлично, расход газа – примерно 1 баллон на неделю, если использовать 24 часа в сутки. Запаха газа не дает вообще, кстати. При этом у нас постоянно приотрыта форточка.
Как итог: жить в чистом поле без электричества – вполне можно, и даже зимой. Это не так сложно и не столь затратно, как часто пишут на форумах. Дерзайте!
Станислав