Во второй части - подробная схема электрощита с солнечным инвертором, рассказываю об установке солнечных модулей и настройке инвертора. Но для начала - какие приборы и для чего стоят у меня в щитке.
Первая часть статьи Владамира Шувалова - по ссылке.
Измерительные приборы и защита
Расскажу, какие приборы и другие прибамбасы стоят у меня в щитке.
Вольтметр у счетчика поставил после 23 февраля, стояла индикаторная лампа на 220В. Как уже писал было аварийное отключение, питание было от генератора и когда дали Э/Э загорелся индикатор. Я отключил генератор и переключился на сеть. Что-то начало всё гудеть-мигать, не загораться… оказалось напряжение в районе 120-140В. Оно и понятно, после дня без электричества у всех включились холодильники и прочая бытовая техника. Затем опять отключили и началось… весь вечер включения-отключения… то 230-240В, то 150-160В.
Если бы стоял вольтметр, увидел такое напряжение и не отключал бы генератор и ждал нормального включения. Так и заменил индикатор на вольтметр… дальше добавил сигнализатор отключения сети, чтобы дистанционно узнавать об отключении.
Деньги были, а заняться было нечем, вот и приобрел такой энергомонитор D69-2058 АС 80-300В 100А 6 в 1:
Захотелось посмотреть, как меняется коэффициент мощности. Стоит как общий на входе, взамен красному (что ниже). Я такие измерители, когда в одном много разных измерений, называю монитор, наверное от слова «мониторить». Хотя и показометром тоже правильно называют, что-то меряет и показывает).
А всё же, как правильнее называть такие и подобные приборы? Измеритель, показометр, мультиметр, энергомер (…мер или …метр?), энергомонитор…
Точность показаний соответствует заявленной ± 1%, обновление всех параметров вместе, заявленная частота обновления 2 раза в секунду (500мс), но по ощущению быстрее (300мс).
PZEM-004 AC 80-260В 100A:
Один раньше стоял общим на входе, затем ушёл под замену. Затем спалил шунтирующий резистор, попутал и подключил 220В в токовый разъём, отремонтировал. Другой у друга сломался, купил новый этот мне на запчасти отдал, потом удалось восстановить (конденсатор в питании), так и остался у меня. Чтобы не валялись решил на инвертор поставить, на вход и выход. На входе потребление больше, похоже инвертором на собственные нужды (как заявлено – 25Вт).
Точность показаний и частота обновления не сообщается. Оно и понятно, показания и у новых были не очень точны, а из-за медленного обновления в основном не соответствуют (не синхронно). Даже бывает, при одинаковом напряжении, на одном ток меньше, а мощность больше, на другом наоборот. Если пересчитать показания (на фото), на первом не хватает 76Вт, а на втором 63Вт!
Ну в общем не айс, но для примерного мониторинга пойдёт. Да и мощность на экране инвертора и второго монитора совпадает. Как мне кажется ток неверно показывает (возможно из-за ремонтов или не успевает).
p/s/ Как показали наблюдения, частота обновления V и kW раз в секунду, а Амперы – раз в 4 секунды!
PZEM-025 DC 0-300В 100А, для учёта выработки с солнечных модулей:
Точность показаний соответствует заявленной ± 1%. Довольно точный и при больших и при малых измерениях. Шунт встроен в прибор. Ток и энергию показывает, как с плюсом, так и с минусом (можно поставить на аккумулятор). У меня показывает с минусом, так как подключил наоборот. Но мне и так пойдет, измерение в одну сторону и переключать не охота (провода толстые).
Какое-то интересное у него питание! И от измеряемого напряжения, но от 8 до 300В, и от внешнего 5-12В (другой разъём), тогда измеряет от 0 до 300В. Если измеряемое выше 8В, то внешний БП не нужен (я поставил 6В от ЗУ телефона). Фото для сравнения точности показаний. Интересно, даже в 2 часа ночи в полной темноте идёт 1В с модулей, хотя может наводка какая!? Но при луне больше идёт!
От измеряемого напряжения можно питать если оно не опускается ниже 8 вольт! Например, при питании от солнечных модулей, утром начинает подниматься напряжение и в районе 6-8в прибор пытается запуститься, начинает моргать экраном, в этот момент может выйти из строя! Есть видео где об этом говориться и подобные приборы выходят из строя в момент попытки запуска. Не знаю что именно, может прошивка слетает, но у меня раз обнулилась энергия и больше не оставляю в такой ситуации.
О защите
Про реле напряжения есть отдельная статья, даже две (ссылка в начале). Про УЗИс тоже есть статья, сейчас стоят новые.
40А стоит на розетки кухни и гостиной для мощных нагрузок, 16А с инвертора на всё остальное. Пока нормально работают, но уже есть некоторые замечания. Ещё понаблюдаю и затем напишу, наверное в комментариях. УЗО тип АС 30мА 63А электромеханическое, но по возможности поставлю тип А или В.
На вход инвертора от сети поставил 2р автомат С32 AC, а от солнечных модулей 2р автомат С50 DC. Хоть и заземлил солнечные панели и каркас, но всё же поставил УЗИП DC.
Показометр для батареи. Так как нет БМС, нужно как-то контролировать напряжение на банках батареи, поставил такой тестер напряжения ВХ 100:
Тестер 2 в 1 с функциями цикличного отображения напряжения ячеек батареи и сигнализации низкого напряжения. Когда напряжение станет ниже установленного значения, то будет звуковой сигнал с миганием светодиодами, предустановленное значение 3,3 В. Кнопкой можно изменить настройки напряжения сигнализации и сохранить.
Описание:
- Используется для 1-8s Lipl/Li-ion/LiMn/Li-Fe
- Точность обнаружения: 0,01 V
- Напряжение ячеек: 0,5 V-4,5 V
- Общее напряжение: 0,5 V-36V
- 1S тестовый режим: 3,7V -30V
- Режим сигнализации низкого напряжения для 2-8S
- Диапазон значений набора сигнализации: OFF-2.7V-3.8V
- Размер: 40х20х14мм
Балансиры для банок в батарее
Зачем мне активный балансир если есть пассивные? С разбалансировкой банок в батарее имеем негативные последствия в виде неполного заряда/разряда отдельных банок, с быстрейшим выходом их из строя, поэтому необходимо применять балансиры. Пассивные балансиры практически лучше и достаточно их, но работают они только когда инвертор включает режим балансировки, всё настраивается и этого тоже вполне достаточно. У меня батарея активно не используется, стоит в режиме поддержания, частая балансировка не нужна (стоит 30 дн). Можно поставить режим балансировки хоть каждый день, но есть люди (вроде меня) которых небольшая разность в показаниях как-бы напрягает J. Активный балансир работает всегда, с ним разбаланс между ячейками стал в пределах 0,04В (в режиме поддержания на батарее 27.6В, банки 3.42-3.46В), с пассивными доходило до десятых. Крокодилами подключен активный зуммер, чтобы узнавать, когда включилась балансировка (пользовался при настройке).
Пассивные балансиры брал у Димы, кстати рекомендую, компетентный человек. Все разъясняет корректно, на все комментарии и по почте всегда отвечает, вот его канал на Ютубе.
На каждую банку устанавливается планка, состоящая из двух балансиров, каждый настроен на свое напряжение 3,55 (жёлтый св-диод) и 3,6В (красный св-диод). Если первый не справляется, подключается второй. В общем лучше автора не объяснить, поэтому будет правильнее посмотреть его видео. На канале не только про балансиры, но и про АКБ, солнечную энергию, инверторы, и т.д.
Мониторинг состояния системы
При установке чего-то нового, в начале всегда хочется за ним понаблюдать, определить на что способен и т.д. С инвертором идёт ПО для мониторинга по кабелю.
В начале так и пользовался, тем более нашёл русифицированную версию WatchPower1.12ru_.zip, скачать можно с сайта www.samelectric.ru:
• ПО инвертора SILA для мониторинга по кабелю / Русифицированная версия SILA WatchPower 1.12ru, zip, 64.17 MB, скачан: 121 раз./
Затем наткнулся на удаленный мониторинг инверторов семейства SILA по Wi-Fi, можно хоть на смарте удалённо посмотреть, графики, события… также настроить оповещение по любому параметру. Здесь подробно как и что нужно делать https://nsk-electro.ru/blog-news/monitoring-invertor-sila-esp8266
Единственное, я сделал без дополнительного БП (оптимизировал), для питания Wi-Fi использовал напряжение имеющееся на разъёме инвертора (14В), получилось с одним шнуром, здесь полная пошаговая инструкция, как я делал:
• Wi-Fi модуль для связи / Как самому собрать модуль для удаленного мониторинга инверторов семейства SILA по Wi-Fi, pdf, 1.32 MB, скачан: 123 раз./
В общем рекомендую OpenMonitiring, чтобы не случилось компьютером, все данные можно посмотреть с любого устройства, за любое время. Как редактировать сцены можно узнать, посмотрев видео автора, да и самому можно разобраться (ключ в верхнем углу).
Провода
Провода у меня были в запасе до 16мм2, поэтому не боялся за большие токи. Кстати это тоже одна из причин по выбору такого конструктива СЭС. Раньше занимался изготовлением сварочных аппаратов, мотал на железе от эл/двигателей 5-7.5кВт, а во времена СССР этого добра было море (сгоревшие двигатели, провода от кабелей…), вот так и остался запас.
С наконечниками хуже, хоть и было их полно на производстве, но в быту они не применялись, поэтому в запасе не нашлось. Готовые перемычки для аккумулятора 25мм2 (26 и 50 см) взял сразу при покупке инвертора и так как в инвертор нужно вставлять штыревые, пришлось переделать. Сеть 220В на инвертор и от него 4мм2.
Так как клещей для опрессовки наконечников у меня нет, а на один раз покупать…, для обжимки кабеля 25мм2 использовал такой способ. Распилил подходящую гайку, затем этими половинками обжимал в тисках. Результат видно на фото.
Как подключил солнечные элементы:
С каждого модуля до коробки пять пар 4мм2, с коробки до ЩУ и дальше на инвертор пара 16мм2.
К разъёмам для модулей припаял провод 4мм2, предварительно обжав жилы.
Каркас для монтажа
Для каркаса всё нашлось дома и у знакомых, только купил за 1 000р две 6-ти метровые профильные трубы 20х20мм (не захотелось варить из кусков). Так как делал один, пришлось продумать конструкцию чтобы можно было одному собрать. За основу взял трубу ф40мм (что было), приварил три уголка 40мм длинной по 1м (по центру и ближе к краям). Эту основу закрепил на карниз фронтона, прикрутив уголки саморезами. Затем снизу приварил укосины и закрепил к бревнам стены.
Сварил каркас из проф/труб 1х5м, поперечины из 20-ой, стойки из 25-ой, снизу к стойкам приварил П-образные скобы из уголка (чтобы поставить на трубу-основание), сверху проушины для дальнейшего крепления на болт верхних укосин.
Дальше подъём этого каркаса. Закорячил, установил скобами на трубу, каркас удачно с уклоном упёрся в шифер. Поставил верхние распорки, раздвижные 15-я проф/труба в 20-ой (на случай менять угол наклона). Скобы с трубой обжал хомутами, каркас не слетит и можно менять угол наклона. Заземлил и всё покрасил грунтовкой.
Размер панели 1700х1000мм, вес 19кг. Придумал как одному поднять и закрепить. От верха 30см приклепал клепочником уголки, чтобы можно было их зацепить за верхнюю поперечину и дальше заниматься креплением. Уже на месте сверлил каркас с уголком панели (иначе точно не разметить) и скреплял болтами м8х30. На сверло одел трубку-ограничитель, чтобы не заехать в панель. Панели поднимал руками и помогал ногами (как обезьяна )). Веревку перекинул через верхнюю поперечину, к панели крепил ниже уголков проволочной скобой.
Стоя практически на одной ноге (на лестнице и на наклонном шифере), рукой и другой ногой подталкивал панель вверх, а последней оставшейся конечностью подтягивал верёвку для страховки. Подталкивал, подтягивал и так пока не зацепил уголками. Так установил и закрепил три панели, наступал вечер, да и крыша закончилась. Последние две панели нужно поднимать по лестнице. На следующий день пришлось позвать помощницу, подержаться за верёвку, подстраховать. Вот бы кто заснял мои обезьяньи подъёмы ))).
Но всё удачно получилось!
Провел провода, подключил, работает. p/s/ Первый снег лёг на панели, хотя угол наклона небольшой. Днём температура плюсовая, быстро сходит. Сменил угол наклона, поставил почти вертикально, теперь не ложится (только мокрый налипает).
Итоговая схема проводки
Схема всей домашней электрики с СЭС и генератором получилась такая:
Некоторые пояснения.
Проводка от гор-сети. Ввод до автомата 10мм2 (АС). После, до переключателя 8мм2 (АС). До групповых автоматов 4мм2 (АС). На розетки 2,5мм2 (АС). На освещение 1,5мм2 (АС).
Проводка по СЭС. Вход и выход инвертора 4мм2 (АС). От аккумулятора 25мм2 (DC). От каждого модуля до коробки 4мм2 (DC). От коробки на автомат (через шунт) и далее на инвертор 16мм2 (DC). На УЗИП 4мм2 (DC).
Провод заземления на клемник РЕ 16мм2.
Кругляшки на однополюсном автомате С20 и на общей нулевой шине, это точки бывшего подключения до установки переключателя. Стоял двухполюсный, поставил этот чтобы не было пустого места и можно использовать вместо байпаса в случае поломки переключателя.
О приборах есть отдельный раздел, об остальном писать не вижу смысла, всё подписано и соответствует реальному расположению (как на фото). Правда на схеме нет коробки, куда идут провода от модулей, просто места не хватило нарисовать (фото коробки есть в разделе о проводах). Там всё просто, от каждого модуля идёт в гофре по два провода +/- (5 пар 4мм2) в общую коробку (на чердаке), на клемник подключаются все провода через наконечники и выходят двумя проводами +/- (16мм2), которые идут в ЩУ СЭС и дальше в инвертор.
Общий вид:
При последней модернизации проводки, пришлось нарушить обои для снятия полосы ГВЛ в углу и (как всегда) оставить в таком виде до текущего ремонта. Часы поставил для фотофиксации.
Можно сказать к Новому Году готов )))
Несколько слов об инверторе
Почему именно гибридный? Конечно можно отдельно, инвертор, солнечный контроллер, зарядное от сети и всё как-то контролировать, подключать/отключать, при этом нужно подбирать соответствие друг к другу, что не всегда соблюдается и влечёт негативные последствия. А в гибридном всё в одном и протестировано производителем.
Почему с контроллером PWM, а не более новым MPPT? Во-первых, цена ниже (26/34т.р.). Во-вторых, для моего использования (ИБП) достаточно PWM. В-третьих, проводил тесты с панельками разных типов, при разном освещении и с подключением последовательно/параллельно. При параллельном подключении результат оказался лучше (об этом написано в разделе о панелях). PWM под большими углами и в пасмурную погоду работает лучше. Но у МРРТ диапазон рабочего напряжения намного шире, поэтому легче подобрать солнечные модули и больше подходит для постоянного питания нагрузки от солнечных модулей и батарей (у меня другая цель).
С каким функционалом инвертор лучше? Конечно с функцией подмешивания, но это в два раза дороже. Со стабилизацией на выходе, но это как правило от 5кВт, а значит на 48В и нужно батарей в два раза больше. Такие инверторы рассчитаны на большую мощность и им нужно большое поле солнечных модулей и большую емкость батарей. 5кВт сразу отпали из-за количества аккумуляторов и всё присматривался к модели SILA VI 3000MH с функцией подмешивания, но и цена 52т.р. и нижнее напряжение от солнечных панелей 120В, поэтому нужно больше панелей и из-за этого тоже не решился его покупать (пришлось бы лет 5 собирать СЭС).
Почему без БМС? БМС это электронный предохранитель аккумуляторной батареи, который следит за каждой банкой и если напряжение станет ниже или выше в одной из банок, то отключит всю батарею. А по заявлению производителя инвертора, внезапное отключение аккумулятора под нагрузкой может негативно сказаться, вплоть до выхода из строя инвертора. В инверторе есть настраиваемая защита, при каком напряжении отключать батарею. За банками следят балансиры и в инверторе настраивается напряжение и периоды балансировки. Также за каждой банкой следит вольтметр, который хоть и не отключает ничего, но зато зуммером сообщит о выходе напряжения за нижний предел (до отключения инвертором). Так что в моём случае лучше без БМС.
ТЭНы 36В 200/500Вт для нагрева
Когда батареи полностью заряжены, и солнце работает впустую, куда девать энергию? На ТЭНы!
Не знаю, но почему-то все используют «сброс на балласт» через инвертор на тэны 220В или если напрямую, то набирают панелей на 220-240В, а это как минимум в пределах 10 панелей и потери на преобразование… Зачем лишние преобразования и потеря КПД?
Я не хочу нагружать инвертор нагревателями, а эксперименты с ТЭНами на 220В с подключением к низкому (40В) напряжению модулей, результатов не дали. От трёх тэнов (3х2200Вт от чайников) максимум было 160Вт, что явно мало.
Поэтому я взял ТЭНы 200 и 500Вт на 36В, поставил на отопление и подключил напрямую к модулям. В дневное получается экономия газа! Для пробы подключил ТЭН 200Вт и нагрел холодную воду в 3л кастрюле до 75’С за 45 минут. Было солнечно, напряжение поднялось до 39В и мощность 290Вт.
Эксперименты с ТЭНами. Поставил сразу оба ТЭНа, для экспериментов с разной мощностью (последовательно, один, другой, параллельно). Мне нужно добиться чтобы ТЭНы не нагревали сильнее, а поддерживали температуру воды отопления в течении дня, нагретую ночью газовым котлом. В начале подключил ТЭН на 200Вт, утром нагрел отопление до 41’С. температура на улице 5-10’С, солнечно, напряжение до 38В и мощность до 280Вт, за день отопление остыло до 33’С (обычно остывает до 26’С). Маловато!
На следующий день подключил ТЭН 500Вт, отопление 27’С (не подогревал), солнечно, напряжение до 39,7В мощность до 565Вт, с 9 до 13 часов нагрело до 33,2’С. В общем нормально, в холодное время, нагретое должен поддерживать и в запасе есть еще ТЭН 200Вт.
Сейчас нагрузка на модули только ТЭНы, нагрузка дома от сети. Когда солнце, но прохладно около 0 (и даже пасмурно, но видно солнечное пятно) напряжение 39-41 вольт и поэтому ТЭНы выдают больше, 200-ватный 320Вт, 500-ватный 600Вт и вместе 865Вт. При полной мощности (865Вт) розетка и провода 4мм2 на ощупь становятся теплыми, поэтому убрал розетку и подключил провода 8мм2 к верхним клеммам автомата DC-50А (TOMZN), а у ТЭНов поставил автоматы 25А и 63А (АС что было, дуги нет, видимо напряжение низкое).
p/s/ В общем ТЭНы потребляют 880Вт при нормальном солнце и поддерживают температуру в районе 43-45гр. Зимой этого как-то маловато, поэтому планирую ещё поставить один на 500Вт.
Цены, когда и где покупалось
- Инвертор SILA V 3000P (PF 1.0) 1шт – 24 703р (скидка 1 139р), 04.05.21 оплатил – 11.05.21 получил (почта), ООО «Технолайн» Владивосток.
- Акк-перемычки 25мм2 2шт, 260см и 500см – 540р – там же.
- Модуль МАХ3232 1шт – 115р, 17.07.21 оплатил – 04.08.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Плата ESP8266 (Wi-FI) 1шт – 205р, 17.07.21 оплатил – 04.08.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Батарея Lifepo4 105Ah 8шт – 24 794р, 07.05.21 оплатил – 11.06.21 получил (курьер), «АлиЭкспресс» Китай.
- Пассивные балансиры 8шт – 4 000р, 15.06.21 оплатил – 22.06.21 получил (почта), Dima espirans Москва.
- Активный балансир 1шт – 1 003р (скидка 573р), 20.06.21 оплатил – 10.07.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Тестер напряжения ВХ100 1шт – 184р, 01.06.21 оплатил – 16.06.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Солнечные модули FSM340M TP 5шт – 67 660р (2000р доставка), 07.09.21 оплатил – 15.09.21 получил (курьер), ООО «Санвэйс» Зеленоград.
- DC Автомат 2р 50А 1шт – 478р, 13.17.21 оплатил – 04.08.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- DC УЗИП 2р 1шт – 789р (скидка 140р), 25.08.21 оплатил – 14.09.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Монитор DC 0-300В 100А 1шт – 842р, 25.08.21 оплатил – 14.09.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- Разъемы PV 5пар – 291р, 13.07.21 оплатил – 04.08.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
- ТЭН 36В (200/500Вт) 2шт – 2 190р (скидка 98р), 24.09.21 оплатил – 13.10.21 получил (почта), «АлиЭкспресс» Китай.
p/s/ Для бесперебойного питания такой конфигурации вполне достаточно (в моём случае). Как сейчас всё работает меня устраивает, но пока не придумал куда летом использовать энергию с солнечных модулей (отопления не будет). И как уже говорил, чтобы использовать по полной, наверное, придётся переносить из-за шума.
p/s/ p/s/ Есть желание ещё попробовать поставить пару ТЭНов по 500вт на 220в, сравнить какой будет эффект между 36в (напрямую) и 220в (через инвертор). Но это только в планах.
Всё, конец статьи )))
От Администратора блога.Благодарность Владимиру за обстоятельную, подробную статью! Владимир пообещал держать в курсе дела, и регулярно сообщать, как проходит эксплуатация СЭС. Подписывайтесь на комментарии и задавайте вопросы Автору.Уверен, что поклонников солнечной энергии теперь точно прибавится! Лично я летом на даче планирую запустить солнечную электростанцию. Само собой, на блоге будет подробный отчёт.
Комментарий и промокод от производителя
Производитель (поставщик) гибридного инвертора Sila, у которого Владимир покупал инвертор для своей электростанции, прокомментировал эту статью. Перейдите по ссылке, чтобы прочитать отзыв или задать вопрос. Там же есть приятный бонус – промокод на скидку при покупке инвертора!
Первая часть этой статьи:
Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить!
Статьи в тему:
Бесперебойное питание дома на солнечных батареях
Защита от искрения: надо ли покупать?
Новое Реле Напряжения от китайцев. TOMZN – обзор и отзыв
и ещё парочка:
Автор - Владимир Шувалов, г.Чебаркуль.
------------------------------------
Статья заинтересовала? Лайк, подписка, комментарий!
Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и заходите на блог www.SamElectric.ru !
Внимание! Автор не гарантирует, что всё написанное на этой странице - истина. За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!
Пожалуйста, будьте вежливы и уважайте мнение автора и читателей!
#электрика #электромонтаж #подключение #альтернативная энергетика #солнечная энергетика #солнечные батареи #солнечные панели