В Заполярье есть некоторая особенность... Круглосуточное солнце летом и полное его отсутствие в декабре. Плюс нестабильность ветровой нагрузки. Вот результаты наших практических изысканий ...
Сначала было солнце, ветер и текущая вода ...
До текущей воды кабель надо метров 500 тянуть, да и место там не надёжное - рыбачки могут попортить.
Ветра в наших северных широтах, как казалось, навалом. Поэтому был изготовлен пробный ветряк-индикатор, который таскался по всей территории и замерялось выдаваемое им напряжение. Так подбиралась точка установки заказанного ветряка. А в это время из Китая ехал заказанный ветряк мощностью в 400 Вт.
Параллельно заказана солнечная батарея на 80 Вт - была на тот момент оптимальна по цене.
А так-же безжидкостный аккумулятор AGM на 150 АЧ 12 В.
Ну и соответственно преобразователь 12-220 на 2 квт.
На тот момент питание нашего мини-посёлка происходило от 4-х тактного бензинового малошумного генератора на 1600 Вт - в основном по вечерам часов по 3 - 5 для холодильника, компьютера, зарядки аккумуляторов. А когда нужно было включить что-то помощнее - то заводили дизель на 4,5 квт ... Но о генераторах с ДВС будет отдельный опус в котором будут затронуты многие мелочи влияющие на подбор генераторов для своей задачи.
Солнечная батарея в результате была повешена на юго-восточную стену дома, но оказалось что предпочтительнее юго-западная стена. На неё по геотопографическим условиям солнце светит дольше и больше по яркости.
Изначально к батарее был подключен старый аккумулятор и производилась проверка возможностей солнечной батареи.
За день аккум получал достаточно энергии для дежурного освещения около 40 вт светодиодов на всю ночь. Иногда там-же запитывался телевизор с электроно-лучевым кинескопом (56 вт) на пару часов через преобразователь 220 В 150 вт, ну и заряжалась куча гаджетов через USB преобразователя-зарядного солнечной батареи.
Затем дозаказали ещё 2 солнечных батареи по 110 Вт и одну на 30 Вт монокристаллическую. Обещалось что монокристаллическая выдаёт больше напряжение в пасмурную погоду чем поликристаллические.
А там как раз и аккумулятор на 150 А подоспел и преобразователь на 2 КВт 220 В.
Для комплекта из двух батарей по 110 Вт выбрали толстую сосну и направили их на Юг, с южной стороны как раз находится поляна, что в наших заполярных краях очень важно. Так как солнце большинство времени не поднимается высоко над горизонтом.
Комплекта 220 Вт от солнца + аккумулятор 150 А с преобразователем в 2 кВт пиковой мощности стало хватать на все потребности. Легко заводился холодильник (на пуск около 1500 Вт, и потом работа 150 Вт), насос системы отопления от котла (25-100 Вт), компьютер настольный с ЭЛТ монитором, принтер цветной лазерный ... Но не на долго.
Ток потребления от аккумулятора при полной нагрузке был около 100 А, и в таком режиме аккумулятора хватало в лучшем случае на час. Но если учесть что основное время это освещение + небольшие нагрузки вроде зарядки гаджетов и аккумуляторов электроинструмента. А если взять лето то ещё проще - солнце светит круглые сутки и самая большая нагрузка - холодильник. К тому-же зависимость - больше солнца - дольше можно гонять холодильник. Обычно это несколько включений в день по 1 -2 часа.
По результатам годового эксперимента у нас получилась следующая картина: с середины ноября по начало января солнца очень мало, а в декабре вообще нет и соответственно аккумулятор заряжается бензиновым генератором за 3-5 часов, этого хватает на ночь, холодильник в это время не включаем. С середины января до середины марта - 50 на 50 - то хватает солнца, то подзаряжаем дополнительно. С середины марта до начала августа только солнечная энергия, генератор начинаем заводить к середине августа - на холодильник солнца уже не хватает. К середине ноября начинаются морозы и холодильник уже не часто включаем, поэтому генератор заводим не каждый день.
По результатам экспериментов выяснилось что 220 Вт панелей чуть-чуть не хватает для непрерывного снабжения на наши хозяйственные нужды. Солнце иногда закрыто дымкой или переменной облачностью, поэтому получаем 50-30% от максимальной энергии, и этого не хватает что-бы питать постоянно холодильник, приходится делать перерывы для подзарядки аккумулятора.
Летом планируется перенести 80 Вт батарею с экспериментальной стены и подключить к остальным батареям - получим ровно 300 Вт. В солнечную погоду этого будет хватать с запасом. А в экспериментальном варианте у нас останется 30 Вт батарея, тем боле что 110 Вт раньше было просто с излишком для одного маленького домика с разводкой на освещение по 5 В от USB и периодической зарядкой телефонов ... Туда-же ещё и роутер запитаем.
Ветряк пока не может полноценно работать как основной серьёзный источник. Он сейчас больше как подмога для поддержания здоровья аккумулятора в тёмное время. У нас есть идея как увеличить количество получаемой от ветра энергии, но это напишу чуть позже. Ветер требует отдельного повествования.
Вот такое немного спутанное описание общей обстановки с альтернативными источниками в нашей мини-деревне на крайнем севере. Дальше последуют описания каждого направления отдельно.
Есть много нюансов как по солнцу так и по ветру в местности находящейся севернее полярного круга.
Подробнее про практику ветроэнергетики в заполярье.
Ссылки на отдельные статьи будут внедрены в этот текст. Так что подписывайтесь и ждите новые статьи.