Едем на солнечной энергии. Солнечное зарядное устройство для электровелосипеда. Часть 1 / Хабр

Содержание

Зарядка автомобильного аккумулятора с помощью солнечных батарей

В энергосистемы жилых помещений солнечные батареи проникли достаточно давно. Но автомобили, которые оснащаются зарядками аккумулятора от энергии солнца, пока ещё являются редкостью. Хотя уже есть серийные образцы, используемые в реальных условиях на дорогах общего пользования. Автомобильные гиганты занялись этим вопросом в связи с увеличением интереса к источникам альтернативной энергии во всех сферах народного хозяйства. И в продаже можно встретить всевозможные образцы, которые заряжают АКБ, преобразуя солнечную энергию в электрическую. Так, что уже можно использовать такие устройства на практике.

Солнечные батареи на автомобиль уже реальность?

Практически все автолюбители знакомы с проблемой разрядки аккумулятора автомобиля в самый неподходящий момент. Причины могут быть разные: длительное время была включена музыка, забыли выключить фары, автомобиль долго стоял. Очень повезёт, если в такой ситуации вам даст прикурить владелец другого автомобиля. Некоторые даже возят с собой запасную аккумуляторную батарею. В подобных ситуациях может выручить гелиопанель, которая представляет собой батарею из солнечных панелей. Это устройство подзарядит аккумулятор, что позволит завести автомобиль.

Солнечная батарея для автомобильного аккумулятора

Производители уже освоили выпуск солнечных батарей, предлагая различные варианты по выдаваемому напряжению и мощности. В том, числе и для зарядки автомобильного аккумулятора. Поэтому выбрать есть из чего уже сейчас и в дальнейшем ассортимент будет только расширяться.

Здесь стоит отметить, что зарядка автомобильного аккумулятора от солнечных батарей является процессом, сильно растянутом по времени. Процесс зарядки полностью разряженного аккумулятора от такой панели может занимать от 9 до 11 часов. Так, что гелиопанели лучше всего применять для поддержания необходимого уровня заряда в поездке. А в экстренной ситуации солнечные батареи помогут восстановить заряд аккумулятора, необходимый для запуска. Солнечные панели, устанавливаемые в автомобилях, отлично подходят для тех, кто ездит на длительные расстояния и вдали от цивилизации.

Также гелиопанели могут заинтересовать тех, что активно использует мультимедийные системы в автомобилях, а также прочие системы с большим расходом энергии. Кстати, их можно использовать и на морском транспорте. Такие солнечные батареи уже приобрели популярность у рыбаков и людей, которые любят отдых на природе вдали от городов.

Установка гелиопанелей на автомобиле

Часто солнечные панели можно встретить в исполнении для установки на крышу автомобиля. Такие модели позволяют получить высокую отдачу и достаточно быструю зарядку. Для этого необходим модуль солнечных батарей, площадь которого примерно один метр квадратный. В местах с жарким климатом и большим количеством солнечных дней некоторые автовладельцы применяют несколько фотомодулей. Они закрепляют их на специальных стойках. В результате на крыше автомобиля находится мобильная электростанция, используя которую вы сможете заряжать аккумулятор.

Как устанавливается гелиопанель на автомобиль

Такие решения очень популярны в местах, которые удалены от цивилизации. Есть примеры, когда благодаря солнечным панелям из автомобиля убирали генератор. Вместо него зарядка аккумулятора велась от гелиопанели. В результате этого снимается некоторая нагрузка на двигатель и уменьшается расход топлива. Но такие решения не носят массовый характер. Для этого требуется достаточное количество солнечных батарей и наличие солнечного света.

Компактные солнечные батареи могут также размещаться и в салоне. В этом случае они применяются для питания приёмника, телевизора и некоторых других потребителей тока в салоне. Для зарядки автомобильного аккумулятора они не подойдут, а способны лишь освободить его от лишней нагрузки. Если цель в том, чтобы заряжать автомобильный аккумулятор, то потребуется более мощная модель.

Если вы не можете себе позволить установить солнечные батареи на крыше (допустим, там вы перевозите вещи, оборудование и т. п.), то можно подумать о приобретении мобильного варианта. Складные гелиопанели для зарядки аккумулятора автомобиля можно возить в багажнике.

При необходимости раскладываете их, подключаете к аккумуляторной батарее и подзаряжаете. Также можно рассмотреть вариант с несколькими компактными модулями. Они соединяются друг с другом, чтобы достичь необходимой выходной мощности.

Практически все современные солнечные батареи для автомобильных аккумуляторов предлагают для подключения два варианта:

  • С помощью клемм напрямую к аккумулятору;
  • Через прикуриватель.

В любом случае обязательно ознакомьтесь с инструкцией производителя батареи. Неправильное подключение может повредить, как саму батарею, так и электрооборудование автомобиля.
Вернуться к содержанию

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Как вы знаете, процесс зарядки кислотных аккумуляторов для автомобиля – это не быстрая процедура. Эти АКБ должны заряжаться силой тока, составляющей 0,1 от номинальной ёмкости. При ускоренной зарядке большими значениями силы тока, сокращается срок службы аккумулятора.

Зарядка автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Превышение параметров по току в случае с гелиопанелями практически исключено. Выходной ток большинства моделей не превышает 1 ампера. В этом случае вы сможете зарядить автомобильный аккумулятор по всем правилам, но достаточно долго. Поэтому этот метод используется для поддержания АКБ в заряженном состоянии или в целях реанимации, когда нужно немного «взбодрить» аккумулятор, чтобы завести автомобиль. Что касается конкретных параметров гелиопанелей, то для поддержки заряда хватает моделей с мощностью 5─6 Вт. Для полного заряда аккумулятора за более-менее разумное время потребуются модели, мощность которых составляет 30─60 ватт.

Специалисты рекомендуют для автомобиля выбирать модуль солнечных батарей, который в длину составляет 1 метр, номинальной мощностью примерно 15 ватт и напряжением 12 вольт. Крайне рекомендуется приобретать модель с контроллером заряда или приобретать отдельно соответствующее устройство. Контроллер требуется для того, чтобы защитить автомобильный аккумулятор от излишнего заряда или от обратного разряда. При достаточной площади крыши можно разместить несколько гелиопанелей и соединить их в единую цепь для большей мощности. К примеру, площадь крыши автобуса, микроавтобуса вполне может сгодиться для организации такой системы.
Вернуться к содержанию

Примеры гелиопанелей для автомобиля от разных производителей

Солнечная батарея «SunForce»

Компания «SunForce» — это производитель солнечных панелей из Канады. Они выпускают солнечные батареи различного назначения. В том числе, для зарядки автомобильных аккумуляторов. В их продуктовой линейке имеются достаточно мощные модели.

Солнечная батарея «SunForce»

Габариты солнечной автомобильной панели «SunForce» составляют 97 на 35 на 4 сантиметра. Мощность составляет 17 ватт. В комплекте с устройством поставляется контроллер 7 ампер / 12 вольт. Также имеются крокодилы и переходник для прикуривателя. Эту гелиопанель можно без проблем разместить на таких транспортных средствах, как автомобиль, трактор, фура, катер. Производитель отмечает, что их устройство функционирует в туман и дождь.
Вернуться к содержанию

Читать статью  Чем лучше и чем хуже вертикальный ветрогенератор в плане эксплуатации

Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Эта гелиосистема для автомобиля выпускается в гибком корпусе.

Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Габариты ТСМ-15F составляют 60 на 27 на 0,5 см. Мощность устройства равна 15 ватт. Ток заряда 1 ампер. Устройство имеет компактные размеры и без проблем устанавливается на крыше автомобиля.

КПД это гелиопанели составляет 22 процента. Корпус, согласно заявлениям производителя герметичный и надёжный.
Вернуться к содержанию

Sunsei Solar Power

У этого производителя для автомобилистов есть достаточно популярное устройство под названием Sunsei SE-500. Гелиопанель имеет габариты 37,5 на 36 на 2,6 см. Она производится в водонепроницаемом корпусе. Мощность составляет 7,5 ватт, а сила тока 0,5 ампер. На автомобиле Sunsei SE-500 крепится с использованием штатива, который приобретается отдельно. Панель предназначена для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии. С его помощью можно спокойно использовать мультимедиа, пользоваться дополнительными приборами при заглушённом двигателе.

Sunsei Solar Power

Sunsei Solar Power

Заряд автомобильного аккумулятора выполняется при включённом или выключенном двигателе. Солнечная панель Sunsei SE-500 имеет в комплекте «крокодилы» и адаптер для подключения прикуривателю. Модель пригодится не только для легковых автомобилей, но и на катерах, тракторах и другом транспорте.

Среди минусов можно отметить небольшую мощность панели Sunsei SE-500. Но зато она позволяет соединять несколько этих панелей вместе. Ток можно собрать систему с необходимой мощностью. Эти панели компактны и могут быть установлены практически в любом месте.
Вернуться к содержанию

Опрос

Напоследок скажем, что солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора представляет собой полезное устройство для тех, кто часто слушает музыку и смотрит телевизор в машине. Хотя о полноценной замене автомобильной АКБ говорить нельзя. На наш взгляд, лучше всего использовать гелиопанель в качестве подзаряжающего устройства в экстренной ситуации. Заряжать полностью севший аккумулятор лучше от сетевого ЗУ.
Вернуться к содержанию

Едем на солнечной энергии. Солнечное зарядное устройство для электровелосипеда. Часть 1

Здравствуйте, уважаемые читатели Хабра. Меня зовут Илья.

Одним из занятий, которому я посвятил значительную часть своей жизни — является электротранспорт.

Особое внимание я уделяю экзотике в сфере электротранспорта: электрические летательные аппараты, использование солнечной энергии для заряда аккумуляторов и т.д.

Второй год я эксплуатирую экспериментальное зарядное устройство для аккумулятора электровелосипеда на складных солнечных панелях. Они используется как основной источник энергии для передвижения в многодневных автономных путешествиях по глухим местам нашей необъятной на электровелосипеде.

Всего на электровелосипеде преодолено более 92 тыс. км за 10 лет, из них 3000 км было преодолено на солнечной энергии (2021-2022 г), поэтому накопился определенный инженерный и эксплуатационно-технический опыт, которым есть возможность поделиться в данной статье.

2. Краткое техническое описание оборудования

силовая аккумуляторная батарея Li-ion 48V 38Ah 13S12P NCR18650B 1800Wh собственной сборки (150 км пробега на скорости 30 км/ч на трассе, в безветренную погоду). Масса — 8 кг;

мотор-колесо: Direct Drive Quanshun «500W», заспицованное в 26″ обод. Максимальная развиваемая скорость 47 км/ч на заряженной батарее. Масса — 6 кг;

контроллер мотора: Infineon 6FET с настройкой 1100W мощности;

рама стальная велосипеда Stels (лучше проявляет себя, чем бывшая до этого алюминиевая).

б). Солнечные батареи суммарной мощностью 260Вт и общей массой 4.9 кг:

солнечные панели номинальной мощностью 160Вт 18В 8.8А, общей массой 2.7 кг. (разделены на два блока по 80Вт 9В, соединяются последовательно). Имеют складную конструкцию, элементы гибкие, влагозащищенные (модель не знаю, делались на заказ): складываем солнечные панели и убираем в рюкзак.

в). Измерительные приборы.
Wh-meter — авиамодельный ватт-метр для измерения мощности и энергии, поступающей от солнечных панелей. Их надо проверять на предмет систематической ошибки в показаниях. В моей модели ток и напряжение измеряет корректно, а энергию и ампер-часы врет на 31%. У другой модельки — плывет «ноль». В целом, они показали себя с лучшей стороны, в полях ни разу не подводили.

г). Солнечный контроллер на базе повышающего преобразователя «DC-DC Converter 400W». Ссылка на магазин.

Оснащен дополнительной платой стабилизации входного напряжения DC-DC конвертера — свежая доработка, о которой речь пойдет подробнее в следующей части статьи. Доработка позволила отказаться от буферной 18В батареи, которая раньше стабилизировала работу повышающего DC-DC преобразователя. С нею DC-DC преобразователь превращается в полноценный солнечный контроллер с ручной установкой режима максимальной мощности.

д). Туристическое снаряжение для ночевки и жизни на природе: палатка, спальник, коврик, котелок, горелка, надувная подушка, ремонтный комплект, посуда и прочее.

3. Фото. Какую мощность выдают панели

Недавно была приобретена дополнительная солнечная батарея 100W 18V Allpowers:

Суммарная мощность в наилучших условиях (холодная погода, небо без дымки, перпендикулярные лучи) стала достигать 260Вт (было 160Вт):

Летом я обычно рассчитываю на рабочее значение 170-190Вт (было 100-115Вт) из-за неидеальности условий: прогрев панелей и падение их КПД (основной вклад), не всегда правильный угол падения лучей, травинки, дымка, облака и т.д.

Дальнейшее увеличение числа солнечных панелей наталкивается на значительный их вес.
Сейчас достигнуто комфортное сочетание достаточной мощности, приемлемого веса и габаритов в сложенном состоянии: 310х250х160 (суммарный занимаемый объем в рюкзаке всем комплектом).

4. Размещение снаряжения на велосипеде

Внутри треугольника рамы: Li-ion аккумулятор 48V 38Ah.

Выше: тент палатки с дугами, обернутый в полиэтиленовую пленку (пленка пригождается, когда надо укрыть велосипед от осадков).

На багажнике: черный чехол со спальником и завернутым внутрь него пакетом с ремкомплектом.

На черном чехле: синий чехол с внутренней частью палатки.

На передней вилке закреплена бутылка с водой 1л, крепится резинками, нарезанными из велосипедных камер.

В рюкзаке все остальное: коврик, солнечные панели, электроника, посуда, еда, одежда.

Вес снаряженного рюкзака составляет около 12-13 кг, но он при езде опирается на упакованные чехлы на багажнике и спина разгружается почти полностью. Был опыт езды, не слезая с этим рюкзаком 10 часов подряд — спина чувствовала себя вполне нормально.

5. «На сколько км хватает заряда от Солнца?»

Из опыта прошлого года, когда в наличии был только 160 Вт комплект солнечных панелей, в период с восхода Солнца до 16-00. 17-00 удавалось накопить около 0.9-1 кВт-ч энергии, чего хватало на 70-80 км пробега. Таким образом, с утра до наступления вечера шла зарядка, в течении которой, в спокойном темпе, выполнялись все обязательные хозяйственно-бытовые операции: приготовление еды, обслуживание физического тела, проверка и ремонт снаряжения, сборы. Вечером выполнялось передвижение по маршруту. Сумерки — разбитие лагеря на новом месте. Ночевка. Утром — подъем, выставление панелей, зарядка — цикл повторяется.

Был (есть) также вариант отзаряжаться целый день, никуда не перемещаясь. Тогда на одном и том же месте ночевка происходила две ночи и к следующему дню: +1.3 кВт-ч, чего уже хватало на 110 км пробега. Так рационально поступать, когда прогноз обещает один день ясный, а следующий за ним — пасмурный.

Добавление солнечных панелей с номинальной суммарной мощностью 260 Вт должно увеличить все параметры примерно в 1.5 раза.

Пока статистики мало, но я ожидаю от «прибавления в семье» пробега 110-130 км в день.

С использованием 260 Вт комплекта солнечных панелей — опыт накоплен пока не очень большой. Был осуществлен только один 650-километровый маршрут Нижний Новгород-Арзамас-Большое Болдино-Нижний Новгород, но он происходил преимущественно в пасмурно-облачную погоду, из-за чего я его преодолевал целых 10 дней.
Был только один более-менее малооблачный день. С утра и до 18-00 уровень заряда аккумулятора электровелосипеда был доведен с 7% до 100%. Из этого следовало, что было набрано около 1.65 кВт-ч. Данный результат меня вполне устроил — еще оставался остаток светового дня, который был потрачен на перемещение по маршруту.

Читать статью  Контроллер заряда солнечной батареи своими руками: схема сборки, калибровка

6. «Какая средняя скорость движения?»

Скорость на маршруте поддерживается в диапазоне 22-33 км/ч, в зависимости от качества дороги, наличия встречного ветра, живописности местности.

Довольно часто, едешь медленнее, чем позволяет энергозапас, так как новая местность привлекает своей красотой и ее хочется рассмотреть более внимательно.

Расход в ватт-часах на километр пути у меня неплохо совпадает с популярным графиком, который ходит в электровелосипедных кругах (поправка примерно 10% в бОльшую сторону):

Расход ватт-часов на км пути растет почти квадратично от скорости движения. Для электровелосипеда (и для любого электротранспорта) предельно актуальна поговорка: «Тише едешь — дальше будешь». Расчеты показывают, что на велосипеде, на скоростях выше 25 км/ч аэродинамическое сопротивление начинает превышать все остальные потери механической энергии при движении.

Я раньше ориентировался на этот график, когда производил расчет достижимости тех или иных районов на местности, но теперь за много лет сформировалось особое «чутье ватт-часов», когда уже подсознательно ощущаешь какой режим движения надо выбрать, чтобы доехать. Конечно, важную роль играют установленные на руле электровелосипеда спидометр, одометр, датчик израсходованных ампер-часов, напряжение силовой батареи.

Огромную роль играет «поправка на ветер», из-за чего перед выездом тщательно изучаешь метеорологический прогноз.

Ветер — страшная сила. Он может позволить тебе ехать со скоростью 45 км/ч с расходом энергии, как будто ты едешь 20 км/ч и наоборот. Впрочем, любой, кто имел опыт езды на велосипеде — знает об этом.

Пример скриншота с сайта Windguru (сейчас доступен только через VPN), где на одном из маршрутов был сделан вывод, что начинать движение надо на запад, и возвращаться через пару дней. Расчет оправдался, была не езда, а песня.

7. «Можно ли крутить педали?»

Можно. Иногда даже нужно, когда внезапно появляется необходимость увеличить скорость и/или пробег, а лишних ватт-часов по каким-то причинам нету. Долговременную мощность ног велосипедиста-любителя можно оценить значением 100-150Вт. Час кручения: +100. 150Вт-ч энергии в систему. Таким образом, однажды, я преодолел 200 км «за один присест» в течении вечера и ночи имея энергозапас на всё про всё всего 1700Вт-ч. Участок от границы с республикой Марий Эл до севера Нижегородской области. Необходимо было успеть завершить маршрут до прихода циклона.

Также, крайне положительно влияет на работу электровелосипеда помощь педалями при подъеме на крутой затяжной подъем.

Тут имеет место специфика Direct-Drive мотора (он был выбран из соображений ресурса и максимальной скорости), приводящая к сильному падению его КПД, когда он работает на малой частоте вращения при большом значении крутящего момента («внатяг»). Здесь разгрузка мотора педалями помогает сохранить ватт-часы, чтобы они не перешли в тепло, снизить риск перегрева мотора, контроллера и т.д.

(Предвижу еще один вопрос: «Почему не был выбран кареточный Mid-drive мотор?». Ответ: появляется фактор износа цепи и звезд. На больших годовых пробегах принципиально важно, чтобы не было ни одного изнашивающегося механического элемента. Direct-Drive полностью удовлетворяет данному требованию).

Ресурс мотора мне крайне важен. У редукторников каждые 10 тыс. км подходят к исчерпанию ресурса нейлоновые шестерни и их требуется заменять. 10 тыс. км — это всего один год в моем стиле езды. Это очень мало.

Максимальная скорость. Это тоже важный параметр. Несмотря на то, что в походе обычно поддерживается неспешная скорость, крайне необходимо иметь возможность ускориться до 45-50 км/ч — например, чтобы удрать от стаи собак или не только от собак.

Также, немаловажную роль играет наличие рекуперации, которая обычно «идет в комплекте» с моторами прямого привода.

8. «Нужна ли рекуперация?»

Мне — очень. Дело не сколько в возврате ватт-часов обратно в аккумулятор, а в экономии ресурса дисков и тормозных колодок. Снаряженный электровелосипед со всем оборудованием весит около 50 кг + вес райдера. Перемещения происходят на большие расстояния, значительная инерция из-за возросшей массы — стоковые велосипедные тормоза (не рассчитанные на такие нагрузки) попросту будут «гореть огнем», если не электромеханическое торможение. При затяжном спуске рекуперация позволяет забрать 80-95% энергии, которая бы пошла на износ тормозов, которые, увы, в нынешнее время уже не стоят три копейки (и снова камень в огород моторам Mid-drive — у них тоже нет рекуперации).

Хотя и лишние 1-2 ампер-часа, которые возвращаются за поездку — тоже лишними не оказываются 🙂

9. «Почему не используется тележка? Можно было бы положить больше снаряжения и держать панели развернутыми, заряжать АКБ в движении?»

Тележка — это ухудшение проходимости и увеличение занимаемого места на трассе.
Если с первым пунктом еще можно справиться, то вот второй — стал камнем преткновения.

Часто асфальт на дорогах проложен так, что попутная полоса имеет ширину равную ширине одного грузового автомобиля (а подчас и легкового) и порою, без каких-либо тележек тебя не всегда могут обогнать — приходится спрыгивать на обочину, чтобы пропустить автотранспорт. С тележкой, в сложных дорожных условиях, при сильном трафике, такой фокус не пройдет и придется либо постоянно ехать по обочине, по гравию и песку, или задерживать автотранспортный поток, вызывая гнев и негодование водителей своей шириной и тихоходностью.

Немаловажным моментом является фактор привлечения внимания у местного населения в отдаленных районах. Не всегда дополнительное внимание от разных социальных слоев бывает полезным. Отсутствие тележки позволяет иметь вид «почти обычного велосипедиста», который вызывает меньший интерес. Меньше интерес — меньше вероятность вопросов «Сколько жрёт/Сколько прёт/Поставь генератор на переднее колесо для подзарядки», на которые не всегда есть настроение реагировать.

10. «Всего сотня км в день? Да я на педалях, без всякого электричества, проеду больше!»

с туристическим снаряжением;

последующей ночевкой в лесу/поле;

завтра — снова сотня;

послезавтра еще сотня.

Уверен, что не каждый молодой человек, встав из-за офисного кресла, будет готов к таким спортивным выкладкам.

А если и даже готов, то что из этого?

Не пропадает же смысл в покупке удочки, когда есть рыба в магазине.

И серфингисты не откажутся ловить волны, в то время как билеты на теплоход имеются в свободной продаже. Сюда же можно отнести коротковолновое радиолюбительство в эпоху интернета, да и практически любой hand-made и DIY при наличии почти любых товаров на AliExpress. Это иррационально, но это останется, ибо сознание человека не описывается только лишь рациональными алгоритмами.

Просьба для уважаемых спортсменов воспринимать в данной статье термин «электровелосипед» как «колесная платформа для экспериментов с электричеством», а не как «спортивный педальный снаряд».

Исключительно по экономическим и промышленным причинам в качестве такой колёсной платформы для научных экспериментов была использована основа от велосипеда. То, что на на этой научно-технической платформе остались педали и она внешне напоминает велосипед — просьба воспринимать это как случайный казус и забавное сходство 🙂

Читать статью  Quot; Энергосбережение, как средство экономии природных богатств нашей Земли" | Творческая работа учащихся по экологии (8 класс) на тему: | Образовательная социальная сеть

11. «Солнечные батареи — это дорого. Не проще ли подзаряжаться на трассе на АЗС/в кафе, беря с собою сетевое ЗУ?»

Зависит от задачи и ситуации. В прошлом году была необходимость оперативно прибыть в Москву из Нижнего Новгорода (~400 км). Тут у мощного ЗУ (1кВт) нет конкуренции.

Другое дело, когда есть желание удалиться от социума, ощутить слияние с природой, с космосом. Тогда маршрут простраивается таким образом, что на нем может не быть ни кафе, ни шиномонтажек, ни АЗС. Как правило, астральная энергетика хороша именно там, где минимизировано воздействие человечества на окружающую среду. И для того, чтобы пополнить запасы другого типа энергии, нежели чем та, что измеряется в джоулях (более тонкой, имеющую психическую природу), и затевается вся эта неспешная операция.

12. «За какой еще астральной энергетикой? Астрала не существует!»

Существует. Еще как существует. Без него невозможна была бы такая вещь, как «квалиа» и прочие феномены, которые несводимы к электрохимическим процессам внутри мозга. Возможно, я об этом напишу отдельную статью.

Впрочем, уважаемые читатели, я отвлекся от главного.

Читайте в следующей части про то, как решалась проблема конверсии 18В от солнечных панелей в 48В для заряда аккумулятора электровелосипеда.

Характеристики аккумулятора для солнечных панелей — установил и забыл

Характеристики аккумулятора для солнечных панелей

То, сколько прослужит ваша домашняя солнечная электростанция, зависит не только от выбранных панелей, но и от всей комплектации системы. В этом материале поговорим о вариантах хранения энергии и о том, какие характеристики аккумулятора являются важнейшими для солнечных панелей.

Об аккумуляторах для домашней электростанции

При выборе накопителя солнечной энергии следует обращать внимание на такие характеристики:

  • Ёмкость и номинальная мощность аккумулятора.
  • Глубина разряда (DoD).
  • Эффективность зарядки-разрядки.
  • Гарантия и производитель.

Ёмкость и мощность

Ёмкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить аккумулятор, измеряется в киловатт-часах (кВтч). В большинстве случаев вы можете использовать несколько накопителей в солнечной системе для увеличения ёмкости.

Ёмкость говорит о «вместительности» батареи, но не говорит, сколько электроэнергии может обеспечить накопитель в данный момент. Для этого необходимо принять во внимание номинальную мощность — это количество электричества, которое аккумулятор может передать за один раз. Измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея большой ёмкости и малой мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных приборов) в течение длительного времени. Накопитель с низкой ёмкостью и высокой мощностью может обеспечить весь дом электричеством, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

Из-за особенностей устройства большинство аккумуляторов должны сохранять минимальный уровень заряда. Если вы регулярно используете 100% заряда батареи, срок её службы значительно сократится.

Глубина разряда (DoD) — процент ёмкости накопителя, которая была использована после полной зарядки. Большинство производителей указывают максимальное значение DoD, которое допустимо для аккумулятора. Таким образом, для батареи на 10 кВтч с глубиной разряда 90% допустимо использовать не более 9 кВтч перед подзарядкой.

Чем выше уровень DoD, тем большая часть ёмкости аккумулятора доступна для использования.

Эффективность зарядки-разрядки

Речь идёт о количестве энергии, которое можно будет использовать после хранения с учётом потерь. Например, если вы подаете на накопитель 5 кВтч электроэнергии и получаете обратно 4 кВтч полезной электроэнергии, то аккумулятор будет иметь 80-процентный КПД (4 кВтч / 5 кВтч = 80%).

Чем выше эффективность приема-отдачи батареи, тем большую экономическую выгоду вы получите от солнечной электростанции.

Потеря ёмкости батареи

Срок службы и гарантия

В домашней солнечной системе накопитель каждый день работает в цикличном режиме (заряжается и разряжается). Его способность удерживать заряд будет постепенно снижаться по мере того, как вы его используете. Можно провести аналогию с батареей в вашем смартфоне: вы заряжаете гаджет каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и со временем замечете, что он не держит заряд, как раньше.

На каждый аккумулятор даётся гарантия, где прописано количество циклов заряда-разряда и/или лет полезного использования. Поскольку эффективность батареи со временем естественным образом ухудшается, большинство производителей также гарантируют, что устройство сохранит определенную ёмкость в течение срока действия гарантии.

Пример: аккумулятор может иметь гарантию на 5 000 циклов или 10 лет с указанием, что после этого он сохранит менее 70% своей ёмкости. Это означает, что по истечении гарантии батарея потеряет не более 30% своей первоначальной способности накапливать энергию.

Производитель

Сложно сказать, выбирать накопитель от известного бренда или обратить внимание на новичков этой нише. Хотя крупная компания имеет длительную историю производства аккумуляторов, обычно они предлагают технологии, которым уже десятки лет. Напротив, у молодого стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но меньшая репутация и «непроверенный» временем продукт.

Что делать? Оцените гарантии на батареи понравившихся марок — это может стать решающим аргументом, который развеет сомнения в надёжности приобретения.

Как долго аккумулятор сможет питать дом

В идеале полностью заряженная батарея должна обеспечивать домохозяйство электричеством в тёмное время суток или когда солнечные панели не могут вырабатывать достаточное количество энергии. Чтобы сделать точный расчет, вам нужно определить основные переменные:

  1. Сколько энергии потребляет ваше домохозяйство в течение дня.
  2. Какова ёмкость и номинальная мощность вашего накопителя.

Разберём упрощённый пример. Пусть ваш дом потребляет около 30 кВтч энергии в сутки, а выбранная вами батарея может обеспечить около 10 кВтч энергии. Таким образом, вам понадобится 3 аккумулятора, чтобы обеспечить электроэнергией дом на сутки без поддержки солнечных панелей.

На самом деле всё сложнее. Нет смысла заряжать аккумуляторы и использовать их заряд целые сутки, т.к. 6-7 часов в течение дня электроэнергия будет вырабатываться непосредственно солнечными панелями. К тому же большинство батарей не могут использовать максимальную ёмкостью и обычно достигают предела разряда при 90% DoD (как описано выше). В результате ваш накопитель на 10 кВтч будет иметь полезную ёмкость 9 кВтч.

Получается, в связке с солнечными панелями одна или две батареи на 10 кВтч могут обеспечить достаточную мощность для дома с потреблением на 30 кВтч в сутки. Но о перестраховке лучше не забывать, т.к. мощность солнечных панелей сильно зависит от погодных условий.

Используемая ёмкость аккумулятора

Какие аккумуляторы лучше всего подходят для солнечных панелей

Для домашней солнечной электростанции обычно используют такие виды накопителей:

  • свинцово-кислотный;
  • литий-ионные.

В большинстве случаев литий-ионные аккумуляторы являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотные накопители — это испытанная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкую ёмкость, это наиболее доступный вариант.

Литий-ионный

Литий-ионные аккумуляторы легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. По сравнению со свинцово-кислотными накопителями они имеют более высокий уровень DoD и длительный срок службы. Однако литий-ионные батареи дороже своих свинцово-кислотных аналогов.

Самые важные характеристики аккумулятора для солнечных панелей — это его ёмкость, глубина разряда и эффективность заряда-разряда. Обращайте внимание на гарантию производителя, чтобы понять, как долго вы сможете использовать накопитель. Для понимания того, сколько вам понадобится накопителей энергии, просчитайте уровень потребления всех приборов вашего в вашем доме.

Источник https://akbinfo.ru/stati/solnechnaja-batareja-dlja-zarjadki-avtomobilnogo-akkumuljatora.html

Источник https://habr.com/ru/post/672724/

Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-paneli/harakteristiki-akkumulyatora

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.