От панелей до инверторов питания: Все, что вам нужно для настройки автономной солнечной энергетической системы.
Солнечные дни хороши не только для вашего загара: используя солнечную энергию, вы можете сократить расходы на электроэнергию и обеспечить себе гибкость, чтобы оставаться на связи, находясь вне сети.
Несмотря на то, насколько пугающей кажется солнечная энергия, обладая некоторыми базовыми знаниями о том, что делают различные компоненты, и как безопасно настроить систему, отключение от сети может быть несложным!
Конечно, безопасность превыше всего поэтому учитывайте:
При создании солнечной батареи вы будете работать с очень высоким напряжением, и очень важно соблюдать надлежащие правила безопасности. Вот четыре основных правила безопасности, которых следует придерживаться:
- Всегда используйте проволоку толще, чем вы считаете нужным.
- Всегда подключайте проводные предохранители к вашей цепи, особенно между панелями и батарейным блоком.
- Всегда используйте контроллер заряда, который может обрабатывать огромную мощность, вырабатываемую вашими солнечными панелями.
- Всегда нанимайте профессионала, если вам неудобно работать с высоким напряжением.
Компоненты автономной электрической системы можно разделить на четыре категории: источники, хранилища, соединения и нагрузки.
Источники: Это источник электричества—в нашем случае, сами солнечные панели.
Хранение: В этих компонентах хранится электричество для последующего использования. Солнечные системы используют группу батарей глубокого цикла, соединенных последовательно, известных как аккумуляторная батарея.
Соединения: Они состоят из частей, которые связывают систему вместе, таких как провода, контроллеры заряда и предохранители. С точки зрения безопасности, соединения являются областью, наиболее вероятной для возникновения проблем в будущем, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности.
Нагрузки: Это конечная цель; любое оборудование, использующее электричество, является нагрузкой. Это включает в себя инверторы питания для наших приборов 120 В, а также любые приборы 12 В, которые мы можем использовать.
Генерация энергии с помощью солнечных панелей. Солнечные панели работают путем преобразования энергии солнца в полезную электроэнергию постоянного тока (постоянного тока). Этот постоянный ток затем хранится в батареях и используется для питания наших устройств.
Когда солнечные лучи сталкиваются с фотоэлектрическими элементами солнечных панелей, энергия передается находящимся внутри электронам. Эти возбужденные электроны затем проносятся по контуру солнечной панели от отрицательного к положительному концу, заряжая наши батареи и поддерживая свет включенным.
Солнечные панели обычно бывают двух видов, в зависимости от молекулярного состава их фотоэлектрических элементов: черные монокристаллические и синие поликристаллические.
В общих чертах, моноблочные панели более эффективны и более дороги. Поли-панели могут быть хорошим бюджетным выбором; однако может потребоваться больше поли-панелей, чтобы получить ту же выходную мощность, генерируемую меньшим количеством моноблоков.
Если вы работаете с ограниченным пространством, например, на крыше фургона, лучше всего использовать моноблочные панели.
Хранение энергии с помощью аккумулятора. Существует много, много различных типов батарей; так много, что выбор идеальных для вашего аккумулятора может быть немного сложным. Чтобы немного упростить задачу, помните об этих двух правилах при выборе батарей:
- Всегда используйте батареи глубокого цикла—они предназначены для постоянной разрядки и поддержания их выходной мощности. Использование аккумуляторов с малым циклом работы, таких как автомобильные аккумуляторы, приведет к сокращению срока службы вашего аккумулятора.
- Батареи глубокого цикла, как правило, могут быть разряжены только до половины их полной емкости, прежде чем их потребуется зарядить. При рассмотрении потребностей в батарее посмотрите на свое ежедневное потребление энергии и умножьте его на два.
За исключением этих двух золотых правил, выбор того, какие батареи использовать, сводится больше всего к бюджету.
В частности, если вы предпочитаете заплатить больше авансом за более эффективный и долговечный литиевый аккумулятор или начать работать за меньшие деньги с помощью свинцово-кислотного аккумулятора.
Прежде чем собрать какие-либо части вместе, нам нужно знать правильную толщину провода, силу тока предохранителей и максимальную мощность нашего контроллера заряда.
Вы бы не стали маршировать парадом по новому мосту, не выяснив, какой вес он может выдержать; здесь та же концепция.
Безопасная толщина провода зависит от того, сколько тока будет проходить через него в данный момент времени, а также от фактической необходимой длины провода. Слишком тонкий провод может расплавиться, что приведет к возгоранию.
Чтобы рассчитать правильную толщину или калибр используемой проволоки, по умолчанию используйте калькулятор калибра проволоки, а затем увеличьте калибр на один или два.
Обратите внимание, что проволочные датчики имеют обратную сторону: большие датчики используют меньшие числа, и наоборот. Итак, если вы рассчитываете, что безопасный калибр равен 10, используйте провод 8-го калибра.
Определить безопасную силу тока предохранителя намного проще, чем рассчитать безопасный калибр провода. Просто разделите максимальную мощность (P) в ваттах схемы на напряжение (В), проходящее через нее, чтобы получить ток (I) в амперах. Это основное уравнение в физике, известное как Закон Ома:
Контроллеры заряда регулируют скорость заряда, поступающего в ваш аккумулятор от солнечных панелей, для обеспечения безопасной работы.
На этих устройствах будет указана максимальная потребляемая мощность. При использовании солнечной батареи мощностью 400 Вт вам потребуется как минимум 400 Вт минимальной мощности для контроллера заряда.
Включение питания для ваших устройств. Солнечные панели вырабатывают электроэнергию в виде 12 В постоянного тока.
В то время как 12 В подходит для питания светильников, зарядки телефонов или запуска вентиляторов, это вызывает проблему: почти все, что мы используем в наших домах, питается от 120 В переменного тока (переменного тока). Примечание: это сетевое напряжение отличается в некоторых странах, поэтому перепроверьте его.
Чтобы решить эту проблему, мы используем инвертор. Инверторы работают путем преобразования постоянного тока 12 В в переменный ток 120 В и бывают двух разновидностей: чистая синусоидальная волна или модифицированная синусоидальная волна.
Почти во всех случаях чистый синус-это правильный путь, особенно при использовании деликатного электрического оборудования, такого как компьютеры или игровые консоли. У меня на этом всё, если было полезно-подписывайтесь. Спасибо за внимание!