Συχνά, μηνύματα για τον αγώνα για το περιβάλλον και την ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας διολισθαίνουν μέσω του δικτύου. Μερικές φορές αναφέρουν ακόμη και πώς φτιάχτηκε μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας σε ένα εγκαταλελειμμένο χωριό, ώστε οι ντόπιοι να μπορούν να απολαμβάνουν τα οφέλη του πολιτισμού όχι 2-3 ώρες την ημέρα ενώ λειτουργεί η γεννήτρια, αλλά συνεχώς. Αλλά όλα αυτά είναι κατά κάποιο τρόπο μακριά από τη ζωή μας, γι 'αυτό αποφάσισα να δείξω και να πω με το δικό μου παράδειγμα πώς λειτουργεί και λειτουργεί ένας ηλιακός σταθμός για ένα ιδιωτικό σπίτι. Θα σας πω για όλα τα στάδια: από την ιδέα μέχρι τη συμπερίληψη όλων των συσκευών, και επίσης θα μοιραστώ την εμπειρία λειτουργίας μου. Το άρθρο θα αποδειχθεί αρκετά μεγάλο, οπότε όσοι δεν τους αρέσουν πολλά γράμματα μπορούν να παρακολουθήσουν το βίντεο. Εκεί προσπάθησα να πω το ίδιο, αλλά θα φανεί πώς τα μαζεύω όλα αυτά μόνος μου.
Αρχικά δεδομένα: μια ιδιωτική κατοικία με εμβαδόν περίπου 200 m2 είναι συνδεδεμένη στο ηλεκτρικό δίκτυο. Τριφασική είσοδος, συνολικής ισχύος 15 kW. Το σπίτι διαθέτει ένα τυπικό σετ ηλεκτρικών συσκευών: ψυγείο, τηλεοράσεις, υπολογιστές, πλυντήρια ρούχων και πλυντήρια πιάτων και ούτω καθεξής. Το ηλεκτρικό δίκτυο δεν διαφέρει ως προς τη σταθερότητα: το ρεκόρ που κατέγραψα είναι μια διακοπή λειτουργίας 6 συνεχόμενων ημερών για μια περίοδο 2 έως 8 ωρών.
Τι θέλετε να αποκτήσετε: ξεχάστε τις διακοπές ρεύματος και χρησιμοποιήστε ηλεκτρισμό, ό,τι κι αν γίνει.
Τι μπορεί να είναι μπόνους: Αξιοποιήστε στο έπακρο την ενέργεια του ήλιου, ώστε το σπίτι να τροφοδοτείται από ηλιακή ενέργεια κατά προτεραιότητα και το μειονέκτημα να λαμβάνεται από το δίκτυο. Ως μπόνους, μετά την ψήφιση του νόμου για την πώληση ηλεκτρικής ενέργειας από ιδιώτες στο δίκτυο, αρχίζουν να αντισταθμίζουν μέρος του κόστους τους πουλώντας την πλεονάζουσα παραγωγή στο δημόσιο δίκτυο.
Από πού να αρχίσω;
Υπάρχουν πάντα τουλάχιστον δύο τρόποι για να λύσετε οποιοδήποτε πρόβλημα: να μελετήσετε τον εαυτό σας ή να εμπιστευτείτε τη λύση του προβλήματος σε κάποιον άλλο. Η πρώτη επιλογή περιλαμβάνει τη μελέτη θεωρητικών υλικών, την ανάγνωση φόρουμ, την επικοινωνία με τους ιδιοκτήτες ηλιακών σταθμών, την καταπολέμηση του εσωτερικού φρύνου και, τέλος, την αγορά εξοπλισμού και, στη συνέχεια, την εγκατάστασή του. Η δεύτερη επιλογή: καλέστε μια εξειδικευμένη εταιρεία, όπου θα κάνουν πολλές ερωτήσεις, θα επιλέξουν και θα πουλήσουν τον απαραίτητο εξοπλισμό ή θα μπορούν να τον εγκαταστήσουν με κάποια χρήματα. Αποφάσισα να συνδυάσω αυτές τις δύο μεθόδους. Εν μέρει επειδή είναι ενδιαφέρον για μένα, και εν μέρει για να μην συναντήσω πωλητές που πρέπει απλώς να βγάλουν χρήματα πουλώντας όχι ακριβώς αυτό που χρειάζομαι. Τώρα ήρθε η ώρα για τη θεωρία να καταλάβει πώς έκανα την επιλογή.
Η φωτογραφία δείχνει ένα παράδειγμα «ανάπτυξης» χρημάτων για την κατασκευή ηλιακού σταθμού. Λάβετε υπόψη ότι τα ηλιακά πάνελ είναι εγκατεστημένα ΠΙΣΩ από το δέντρο - έτσι, το φως δεν τους φτάνει και απλά δεν λειτουργούν.
Τύποι ηλιακών σταθμών
Σημειώνω αμέσως ότι δεν θα μιλήσω για βιομηχανικές λύσεις και όχι για συστήματα βαρέως τύπου, αλλά για έναν συνηθισμένο καταναλωτικό σταθμό ηλιακής ενέργειας για ένα μικρό σπίτι. Δεν είμαι ολιγάρχης για να σκορπίζω χρήματα, αλλά τηρώ την αρχή της επαρκούς λογικής. Δηλαδή, δεν θέλω να ζεσταίνω την πισίνα με «ηλιακό» ρεύμα ή να φορτίζω ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που δεν έχω, αλλά θέλω όλες οι συσκευές του σπιτιού μου να λειτουργούν συνεχώς, χωρίς να κοιτάζω πίσω στο ρεύμα.
Τώρα θα σας πω για τους τύπους ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας για μια ιδιωτική κατοικία. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν μόνο τρία από αυτά, αλλά υπάρχουν παραλλαγές. Θα κανονίσω, ανάλογα με την αύξηση του κόστους του κάθε συστήματος.
Δίκτυο Ηλιακός Σταθμός - αυτός ο τύπος σταθμού ηλεκτροπαραγωγής συνδυάζει χαμηλό κόστος και μέγιστη ευκολία λειτουργίας. Αποτελείται από δύο μόνο στοιχεία: ηλιακούς συλλέκτες και έναν μετατροπέα δικτύου. Η ηλεκτρική ενέργεια από τους ηλιακούς συλλέκτες μετατρέπεται απευθείας σε 220V/380V στο σπίτι και καταναλώνεται από τα οικιακά συστήματα ισχύος. Υπάρχει όμως ένα σημαντικό μειονέκτημα: για τη λειτουργία του SSE απαιτείται ένα δίκτυο κορμού. Σε περίπτωση εξωτερικής διακοπής ρεύματος, οι ηλιακοί συλλέκτες θα μετατραπούν σε «κολοκύθα» και θα σταματήσουν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, αφού η λειτουργία του μετατροπέα δικτύου απαιτεί ένα κεντρικό δίκτυο, δηλαδή την ίδια την παρουσία ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, με την υπάρχουσα υποδομή δικτύου, η λειτουργία του μετατροπέα δικτύου δεν είναι ιδιαίτερα επικερδής. Παράδειγμα: έχετε μια ηλιακή μονάδα ισχύος 3 kW και το σπίτι καταναλώνει 1 kW. Το πλεόνασμα θα «ρέει» στο δίκτυο και οι συμβατικοί μετρητές μετρούν την ενέργεια «modulo», δηλαδή ο μετρητής θα θεωρήσει την ενέργεια που δίνεται στο δίκτυο ως καταναλωμένη και θα πρέπει να πληρώσετε για αυτήν. Εδώ πλησιάζει λογικά το ερώτημα: τι να κάνετε με την περίσσεια ενέργειας και πώς να την αποφύγετε; Ας περάσουμε στον δεύτερο τύπο ηλιακών σταθμών.
Υβριδικός Ηλιακός Σταθμός - αυτός ο τύπος σταθμού ηλεκτροπαραγωγής συνδυάζει τα πλεονεκτήματα ενός δικτύου και ενός αυτόνομου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Αποτελείται από 4 στοιχεία: ηλιακούς συλλέκτες, ηλιακό ελεγκτή, μπαταρίες και υβριδικό μετατροπέα. Η βάση όλων είναι ένας υβριδικός μετατροπέας, ο οποίος είναι ικανός να αναμειγνύει την ενέργεια που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ με την ενέργεια που καταναλώνεται από το εξωτερικό δίκτυο. Επιπλέον, οι καλοί μετατροπείς έχουν τη δυνατότητα να δίνουν προτεραιότητα στην ενέργεια που καταναλώνεται. Ιδανικά, το σπίτι θα πρέπει πρώτα να καταναλώνει ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες και μόνο όταν λείπει να την παίρνει από το εξωτερικό δίκτυο. Σε περίπτωση εξαφάνισης του εξωτερικού δικτύου, ο μετατροπέας μεταβαίνει σε αυτόνομη λειτουργία και χρησιμοποιεί ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες και ενέργεια που αποθηκεύεται στις μπαταρίες. Με αυτόν τον τρόπο, ακόμα κι αν το ρεύμα κοπεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και είναι μια συννεφιασμένη μέρα (ή το ρεύμα σβήσει τη νύχτα), όλα στο σπίτι θα λειτουργήσουν. Αλλά τι να κάνετε εάν δεν υπάρχει καθόλου ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά πρέπει να ζήσετε με κάποιο τρόπο; Εδώ στρέφομαι στον τρίτο τύπο σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Αυτόνομη Ηλιακή Ενέργεια - αυτός ο τύπος σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σας επιτρέπει να ζείτε εντελώς ανεξάρτητα από εξωτερικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερα από 4 τυπικά στοιχεία: ηλιακούς συλλέκτες, ηλιακό ελεγκτή, μπαταρία, μετατροπέα.
Επιπλέον, και μερικές φορές αντί για ηλιακούς συλλέκτες, μπορεί να εγκατασταθεί ένας υδροηλεκτρικός σταθμός χαμηλής ισχύος, ένα αιολικό πάρκο, μια γεννήτρια (ντίζελ, φυσικό αέριο ή βενζίνη). Κατά κανόνα, υπάρχει μια γεννήτρια σε τέτοια αντικείμενα, καθώς μπορεί να μην υπάρχει ήλιος και άνεμος και η παροχή ενέργειας στις μπαταρίες δεν είναι άπειρη - σε αυτήν την περίπτωση, η γεννήτρια ξεκινά και παρέχει ενέργεια σε ολόκληρο το αντικείμενο, φορτίζοντας ταυτόχρονα η μπαταρία. Ένας τέτοιος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε υβριδικό, όταν συνδεθεί ένα εξωτερικό δίκτυο ισχύος, εάν ο μετατροπέας έχει αυτές τις λειτουργίες. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός αυτόνομου μετατροπέα και ενός υβριδικού είναι ότι δεν μπορεί να αναμίξει ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες με ενέργεια από εξωτερικό δίκτυο. Ταυτόχρονα, ο υβριδικός μετατροπέας, αντίθετα, μπορεί να λειτουργήσει ως αυτόνομος εάν το εξωτερικό δίκτυο είναι απενεργοποιημένο. Κατά κανόνα, οι υβριδικοί μετατροπείς είναι ανάλογοι σε τιμή με πλήρως αυτόνομους και αν διαφέρουν, τότε είναι ασήμαντο.
Τι είναι ο ηλιακός ελεγκτής;
Σε όλους τους τύπους ηλιακών σταθμών υπάρχει ηλιακός ελεγκτής. Ακόμη και στο δίκτυο ηλιακής ενέργειας, είναι, είναι απλώς μέρος του μετατροπέα δικτύου. Ναι, και πολλοί υβριδικοί μετατροπείς είναι διαθέσιμοι με ηλιακούς ελεγκτές επί του σκάφους. Τι είναι και γιατί χρειάζεται; Θα μιλήσω για ένα υβριδικό και αυτόνομο ηλιακό εργοστάσιο, μιας και αυτή είναι η δική μου περίπτωση και μπορώ να σας γνωρίσω με τη συσκευή inverter δικτύου πιο αναλυτικά στα σχόλια, αν υπάρχουν αιτήματα στα σχόλια.
Ο ηλιακός ελεγκτής είναι μια συσκευή που μετατρέπει την ενέργεια που λαμβάνεται από τα ηλιακά πάνελ σε ενέργεια που χωνεύεται από έναν μετατροπέα. Για παράδειγμα, οι ηλιακοί συλλέκτες κατασκευάζονται με πολλαπλάσιο τάσης 12V. Και οι μπαταρίες κατασκευάζονται σε πολλαπλάσια των 12V, έτσι ακριβώς συνέβη. Απλά συστήματα για ισχύ 1-2 kW λειτουργούν από 12V. Τα παραγωγικά συστήματα των 2-3 kW λειτουργούν ήδη στα 24V και τα ισχυρά συστήματα των 4-5 kW και άνω λειτουργούν στα 48V. Τώρα θα εξετάσω μόνο τα «οικιακά» συστήματα, γιατί γνωρίζω ότι υπάρχουν μετατροπείς που λειτουργούν με τάσεις αρκετών εκατοντάδων βολτ, αλλά αυτό είναι ήδη επικίνδυνο για το σπίτι.
Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι έχουμε σύστημα 48V και ηλιακούς συλλέκτες 36V (το πάνελ συναρμολογείται σε πολλαπλάσια των 3x12V). Πώς να αποκτήσετε τα απαιτούμενα 48 V για να λειτουργήσει ο μετατροπέας; Φυσικά, στον μετατροπέα συνδέονται μπαταρίες 48 V και σε αυτές τις μπαταρίες συνδέεται ένας ηλιακός ελεγκτής από τη μία πλευρά και ηλιακοί συλλέκτες από την άλλη. Τα ηλιακά πάνελ πηγαίνουν σε μια σκόπιμα υψηλότερη τάση για να μπορέσουν να φορτίσουν την μπαταρία. Ο ηλιακός ελεγκτής, λαμβάνοντας εμφανώς υψηλότερη τάση από τα ηλιακά πάνελ, μετατρέπει αυτή την τάση στην επιθυμητή τιμή και τη μεταφέρει στην μπαταρία. Αυτό είναι απλοποιημένο. Υπάρχουν ελεγκτές που μπορούν να χαμηλώσουν από 150-200 V από ηλιακούς συλλέκτες σε μπαταρίες 12 V, αλλά εδώ ρέουν πολύ μεγάλα ρεύματα και ο ελεγκτής λειτουργεί με χειρότερη απόδοση. Η ιδανική περίπτωση είναι όταν η τάση από τα ηλιακά πάνελ είναι διπλάσια από την τάση της μπαταρίας.
Υπάρχουν δύο τύποι ηλιακών ελεγκτών: PWM (PWM - Pulse Width Modulation) και MPPT (Maximum Power Point Tracking - Maximum Power Point Tracking). Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ τους είναι ότι ο ελεγκτής PWM μπορεί να λειτουργήσει μόνο με συγκροτήματα πάνελ που δεν υπερβαίνουν την τάση της μπαταρίας. MPPT - ο ελεγκτής μπορεί να λειτουργήσει με αισθητή υπερβολική τάση σε σχέση με την μπαταρία. Επιπλέον, οι ελεγκτές MPPT είναι αισθητά πιο αποδοτικοί, αλλά και πιο ακριβοί.
Πώς να επιλέξετε ηλιακά πάνελ;
Με την πρώτη ματιά, όλα τα ηλιακά πάνελ είναι τα ίδια: οι κυψέλες των ηλιακών κυψελών συνδέονται μεταξύ τους με ράβδους και στην πίσω πλευρά υπάρχουν δύο καλώδια: συν και πλην. Αλλά υπάρχουν πολλές αποχρώσεις σε αυτό το θέμα. Τα ηλιακά πάνελ είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά στοιχεία: άμορφα, πολυκρυσταλλικά, μονοκρυσταλλικά. Δεν θα κάνω εκστρατεία για αυτόν ή αυτόν τον τύπο στοιχείων. Να πω μόνο ότι εγώ ο ίδιος προτιμώ τους μονοκρυσταλλικούς ηλιακούς συλλέκτες. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Κάθε ηλιακό πάνελ είναι ένα κέικ τεσσάρων στρώσεων: γυαλί, διαφανές φιλμ EVA, ηλιακή κυψέλη, φιλμ στεγανοποίησης. Και εδώ κάθε στάδιο είναι εξαιρετικά σημαντικό. Το γυαλί δεν είναι κατάλληλο για κανένα, αλλά με ειδική υφή, που μειώνει την ανάκλαση του φωτός και διαθλά το φως που προσπίπτει υπό γωνία με τέτοιο τρόπο ώστε τα στοιχεία να φωτίζονται όσο το δυνατόν περισσότερο, επειδή η ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας εξαρτάται από ποσότητα φωτός. Η διαφάνεια του φιλμ EVA καθορίζει πόση ενέργεια παίρνει το στοιχείο και πόση ενέργεια παράγει το πάνελ. Εάν η ταινία αποδειχθεί ελαττωματική και γίνει θολή με την πάροδο του χρόνου, τότε η παραγωγή θα πέσει αισθητά.
Στη συνέχεια έρχονται τα ίδια τα στοιχεία και κατανέμονται ανά τύπο, ανάλογα με την ποιότητα: Βαθμός Α, Β, Γ, Δ κ.ο.κ. Φυσικά, είναι καλύτερα να έχουμε ποιοτικά στοιχεία Α και καλή συγκόλληση, γιατί με κακή επαφή, το στοιχείο θα ζεσταθεί και θα αστοχήσει πιο γρήγορα. Λοιπόν, η μεμβράνη φινιρίσματος πρέπει επίσης να είναι υψηλής ποιότητας και να παρέχει καλή σφράγιση. Σε περίπτωση αποσυμπίεσης των πάνελ, η υγρασία θα εισέλθει γρήγορα στα στοιχεία, θα αρχίσει η διάβρωση και το πάνελ επίσης θα αποτύχει.
Πώς να επιλέξετε το σωστό ηλιακό πάνελ; Ο κύριος παραγωγός για τη χώρα μας είναι η Κίνα, αν και υπάρχουν και Ρώσοι κατασκευαστές στην αγορά. Υπάρχουν πολλά εργοστάσια OEM που θα κολλήσουν οποιαδήποτε πινακίδα παραγγελθεί και θα στείλουν τα πάνελ στον πελάτη. Και υπάρχουν εργοστάσια που παρέχουν έναν πλήρη κύκλο παραγωγής και είναι σε θέση να ελέγχουν την ποιότητα των προϊόντων σε όλα τα στάδια παραγωγής. Πώς να μάθετε για τέτοια εργοστάσια και μάρκες; Υπάρχουν μερικά αξιόπιστα εργαστήρια που δοκιμάζουν ανεξάρτητα τους ηλιακούς συλλέκτες και δημοσιεύουν δημόσια τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών. Πριν αγοράσετε, μπορείτε να εισαγάγετε το όνομα και το μοντέλο του ηλιακού πάνελ και να μάθετε πώς το ηλιακό πάνελ αντιστοιχεί στα δηλωμένα χαρακτηριστικά. Το πρώτο εργαστήριο είναι , και το δεύτερο . Εάν ο κατασκευαστής του πίνακα δεν είναι σε αυτές τις λίστες, τότε θα πρέπει να σκεφτείτε την ποιότητα. Αυτό δεν σημαίνει ότι το πάνελ είναι κακό. Απλώς η μάρκα μπορεί να είναι OEM, και το εργοστάσιο κατασκευής παράγει και άλλα πάνελ. Σε κάθε περίπτωση, η παρουσία στις λίστες αυτών των εργαστηρίων υποδηλώνει ήδη ότι δεν αγοράζετε ηλιακούς συλλέκτες από κατασκευαστή μιας ημέρας.
Η επιλογή μου ηλιακού σταθμού
Πριν αγοράσετε, αξίζει να περιγράψετε το εύρος των εργασιών που ορίζονται για μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας, ώστε να μην πληρώσετε για τα περιττά και να μην πληρώσετε υπερβολικά για τα αχρησιμοποίητα. Εδώ θα περάσω στην εξάσκηση, όπως και αυτό που έκανα ο ίδιος. Αρχικά, ο στόχος και οι αρχικοί: στο χωριό διακόπτεται περιοδικά το ρεύμα για διάστημα από μισή ώρα έως 8 ώρες. Οι τερματισμοί λειτουργίας είναι δυνατοί τόσο μία φορά το μήνα όσο και αρκετές ημέρες στη σειρά. Στόχος: παροχή ρεύματος στο σπίτι όλο το εικοσιτετράωρο με κάποιο περιορισμό κατανάλωσης για την περίοδο αποσύνδεσης του εξωτερικού δικτύου. Ταυτόχρονα, πρέπει να λειτουργούν τα κύρια συστήματα ασφάλειας και υποστήριξης ζωής, δηλαδή: πρέπει να λειτουργούν το αντλιοστάσιο, το σύστημα βιντεοεπιτήρησης και συναγερμού, ο δρομολογητής, ο διακομιστής και ολόκληρη η υποδομή δικτύου, ο φωτισμός και οι υπολογιστές και το ψυγείο. Δευτερεύοντα: Τηλεοράσεις, συστήματα ψυχαγωγίας, ηλεκτρικά εργαλεία (χορτοκοπτική μηχανή, χλοοκοπτικό, αντλία για το πότισμα του κήπου). Μπορείτε να απενεργοποιήσετε: ένα λέβητα, έναν ηλεκτρικό βραστήρα, ένα σίδερο και άλλες συσκευές θέρμανσης και μεγάλης κατανάλωσης, η λειτουργία των οποίων δεν είναι στιγμιαία σημαντική. Ο βραστήρας μπορεί να βραστεί σε γκαζάκι και να σιδερωθεί αργότερα.
Κατά κανόνα, μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας μπορεί να αγοραστεί σε ένα μέρος. Οι πωλητές ηλιακών πάνελ πωλούν επίσης όλο τον σχετικό εξοπλισμό, οπότε ξεκίνησα την αναζήτησή μου ξεκινώντας από τα ηλιακά πάνελ. Μία από τις αξιόπιστες μάρκες είναι η TopRay Solar. Έχουν καλές κριτικές και πραγματική εμπειρία λειτουργίας στη Ρωσία, ιδιαίτερα στην επικράτεια του Κρασνοντάρ, όπου γνωρίζουν πολλά για τον ήλιο. Στη Ρωσική Ομοσπονδία υπάρχει επίσημος διανομέας και αντιπρόσωποι ανά περιοχή, στους παραπάνω ιστότοπους με εργαστήρια δοκιμής ηλιακών συλλεκτών, αυτή η μάρκα είναι παρούσα και απέχει πολύ από τις τελευταίες θέσεις, δηλαδή μπορείτε να το πάρετε. Επιπλέον, η TopRay, πωλητής ηλιακών πάνελ, ασχολείται επίσης με την παραγωγή ελεγκτών και ηλεκτρονικών ειδών για οδικές υποδομές: συστήματα διαχείρισης κυκλοφορίας, φανάρια LED, πινακίδες που αναβοσβήνουν, ηλιακούς ελεγκτές και άλλα. Για λόγους περιέργειας, ζήτησα ακόμη και την παραγωγή τους - είναι αρκετά προηγμένο τεχνολογικά και υπάρχουν ακόμη και κορίτσια που ξέρουν από ποια πλευρά να προσεγγίσουν το κολλητήρι. Συμβαίνει!
Με τη λίστα των Wishlist μου, γύρισα σε αυτούς και τους ζήτησα να συναρμολογήσουν μερικά ολοκληρωμένα σετ για μένα: πιο ακριβά και φθηνότερα για το σπίτι μου. Μου έγιναν ορισμένες διευκρινιστικές ερωτήσεις σχετικά με τη δεσμευμένη ισχύ, την παρουσία των καταναλωτών, τη μέγιστη και σταθερή κατανάλωση ενέργειας. Το τελευταίο ήταν γενικά απροσδόκητο για μένα: ένα σπίτι σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας, όταν λειτουργούν μόνο συστήματα παρακολούθησης βίντεο, συστήματα ασφαλείας, σύνδεση στο Διαδίκτυο και υποδομή δικτύου, καταναλώνει 300-350 Watt. Δηλαδή, ακόμα κι αν κανείς δεν χρησιμοποιεί ρεύμα στο σπίτι, δαπανώνται έως και 215 kWh το μήνα για εσωτερικές ανάγκες. Εδώ σκέφτεστε να κάνετε μια ενεργειακή επιθεώρηση. Και θα αρχίσετε να απενεργοποιείτε τις πρίζες φόρτισης, τις τηλεοράσεις και τους αποκωδικοποιητές, που καταναλώνουν λίγο σε κατάσταση αναμονής, αλλά συσσωρεύονται αξιοπρεπώς.
Δεν θα βασανίσω, συμβιβάστηκα σε ένα φθηνότερο σύστημα, καθώς συχνά έως και το μισό ποσό για μια μονάδα παραγωγής ενέργειας μπορεί να πάρει το κόστος των μπαταριών. Ο κατάλογος εξοπλισμού έχει ως εξής:
- – 9 τεμ
- Μονοφασικός Υβριδικός Μετατροπέας 5KW – 1 τεμ
- Μπαταρία – 4 τεμ
Επιπλέον, μου πρότειναν να αγοράσω ένα επαγγελματικό σύστημα για την τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών στην οροφή, αλλά αφού κοίταξα τις φωτογραφίες, αποφάσισα να τα βγάλω πέρα με τις σπιτικές βάσεις και επίσης να εξοικονομήσω χρήματα. Αλλά αποφάσισα να συναρμολογήσω το σύστημα μόνος μου και δεν άφησα κόπο και χρόνο, και οι εγκαταστάτες εργάζονται με αυτά τα συστήματα όλη την ώρα και εγγυώνται ένα γρήγορο και υψηλής ποιότητας αποτέλεσμα. Αποφασίστε λοιπόν μόνοι σας: είναι πολύ πιο ευχάριστο και πιο εύκολο να δουλέψετε με εργοστασιακές βάσεις και η λύση μου είναι απλά φθηνότερη.
Τι παρέχει μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας;
Αυτό το κιτ μπορεί να παράγει έως και 5 kW ισχύος σε αυτόνομη λειτουργία - αυτή είναι η ισχύς που επέλεξα έναν μονοφασικό μετατροπέα. Εάν αγοράσετε τον ίδιο μετατροπέα και τη μονάδα διασύνδεσης σε αυτόν, τότε μπορείτε να αυξήσετε την ισχύ έως και 5 kW + 5 kW = 10 kW ανά φάση. Ή μπορείτε να φτιάξετε ένα τριφασικό σύστημα, αλλά προς το παρόν είμαι ικανοποιημένος με αυτό. Ο μετατροπέας είναι υψηλής συχνότητας και επομένως αρκετά ελαφρύς (περίπου 15 κιλά) και καταλαμβάνει λίγο χώρο - τοποθετείται εύκολα στον τοίχο. Έχει ήδη 2 ελεγκτές MPPT με ισχύ 2,5 kW ο καθένας, που σημαίνει ότι μπορώ να προσθέσω τον ίδιο αριθμό πάνελ χωρίς να αγοράσω πρόσθετο εξοπλισμό.
Έχω ηλιακούς συλλέκτες 2520 W στην πινακίδα, αλλά λόγω της μη βέλτιστης γωνίας εγκατάστασης, βγάζουν λιγότερο - είδα το μέγιστο 2400 W. Η βέλτιστη γωνία είναι κάθετη στον ήλιο, που στα γεωγραφικά πλάτη μας είναι περίπου 45 μοίρες ως προς τον ορίζοντα. Τα πάνελ μου έχουν ρυθμιστεί στις 30 μοίρες.
Το συγκρότημα της μπαταρίας είναι 100A * h 48V, δηλαδή αποθηκεύεται 4,8 kW * h, αλλά είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητο να λαμβάνεται εντελώς ενέργεια, επειδή τότε ο πόρος τους μειώνεται αισθητά. Συνιστάται να αποφορτίζετε τέτοιες μπαταρίες όχι περισσότερο από 50%. Αυτό το φωσφορικό άλας λιθίου-σιδήρου ή το τιτανικό λίθιο μπορεί να φορτιστεί και να εκφορτιστεί βαθιά και με υψηλά ρεύματα, και το μόλυβδο-οξύ, είτε υγρό, γέλη ή AGM, είναι καλύτερα να μην εξαναγκαστεί. Άρα, έχω τη μισή χωρητικότητα, και αυτή είναι 2,4 kWh, δηλαδή περίπου 8 ώρες σε εντελώς αυτόνομη λειτουργία χωρίς ήλιο. Αυτό είναι αρκετό για τη νύχτα λειτουργίας όλων των συστημάτων και θα υπάρχει ακόμα η μισή χωρητικότητα της μπαταρίας για λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Το πρωί ο ήλιος θα ανατείλει και θα αρχίσει να φορτίζει την μπαταρία, παρέχοντας ταυτόχρονα ενέργεια στο σπίτι. Δηλαδή, το σπίτι μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα σε αυτή τη λειτουργία, εάν μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας και ο καιρός είναι καλός. Για πλήρη αυτονομία, θα ήταν δυνατή η προσθήκη περισσότερων μπαταριών και μιας γεννήτριας. Εξάλλου, το χειμώνα υπάρχει πολύ λίγος ήλιος και δεν θα είναι δυνατό να γίνει χωρίς γεννήτρια.
Αρχίζω να μαζεύω
Πριν αγοράσετε και συναρμολογήσετε, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε ολόκληρο το σύστημα, ώστε να μην γίνει λάθος με τη θέση όλων των συστημάτων και των καλωδίων. Από ηλιακούς συλλέκτες στο inverter έχω περίπου 25-30 μέτρα και έστρωσα δύο εύκαμπτα καλώδια διατομής 6 τ. χλστ εκ των προτέρων αφού μέσω αυτών θα μεταδίδεται τάση έως 100V και ρεύμα 25-30Α. Ένα τέτοιο περιθώριο στη διατομή επιλέχθηκε για να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες στο καλώδιο και να παραδοθεί ενέργεια στις συσκευές όσο το δυνατόν περισσότερο. Τοποθέτησα τους ίδιους τους ηλιακούς συλλέκτες σε αυτοσχέδιους οδηγούς από γωνίες αλουμινίου και τους τράβηξα με αυτοσχέδιες βάσεις. Για να αποφευχθεί η ολίσθηση του πάνελ προς τα κάτω, ένα ζευγάρι μπουλόνια 30 mm φαίνονται στη γωνία αλουμινίου απέναντι από κάθε πάνελ και αποτελούν ένα είδος «αγκίστρου» για τα πάνελ. Μετά την εγκατάσταση, δεν φαίνονται, αλλά συνεχίζουν να αντέχουν το φορτίο.
Τα ηλιακά πάνελ συναρμολογήθηκαν σε τρία μπλοκ των 3 πάνελ το καθένα. Στα μπλοκ, τα πάνελ συνδέονται σε σειρά - έτσι η τάση αυξήθηκε στα 115 V χωρίς φορτίο και το ρεύμα μειώθηκε, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να επιλέξετε καλώδια μικρότερης διατομής. Τα μπλοκ συνδέονται μεταξύ τους παράλληλα με ειδικούς συνδετήρες που εξασφαλίζουν καλή επαφή και στεγανότητα της σύνδεσης - ονομάζονται MC4. Τα χρησιμοποίησα και για να συνδέσω τα καλώδια στον ηλιακό ελεγκτή, καθώς παρέχουν αξιόπιστη επαφή και γρήγορο κλείσιμο και άνοιγμα του κυκλώματος για συντήρηση.
Στη συνέχεια, προχωράμε στην εγκατάσταση στο σπίτι. Οι μπαταρίες είναι προφορτισμένες με έναν έξυπνο φορτιστή αυτοκινήτου για εξισορρόπηση της τάσης και συνδέονται σε σειρά για να παρέχουν 48V. Επιπλέον, συνδέονται στον μετατροπέα με καλώδιο διατομής 25 mm5000. Παρεμπιπτόντως, κατά την πρώτη σύνδεση της μπαταρίας στον μετατροπέα, θα υπάρχει μια αξιοσημείωτη σπίθα στις επαφές. Εάν δεν έχετε μπερδέψει την πολικότητα, τότε όλα είναι εντάξει - μάλλον ευρύχωροι πυκνωτές είναι εγκατεστημένοι στον μετατροπέα και αρχίζουν να φορτίζονται τη στιγμή που συνδέονται με τις μπαταρίες. Η μέγιστη ισχύς του μετατροπέα είναι 100 W, που σημαίνει ότι το ρεύμα που μπορεί να περάσει από το καλώδιο από την μπαταρία θα είναι 110-2,5A. Το επιλεγμένο καλώδιο επαρκεί για ασφαλή λειτουργία. Αφού συνδέσετε την μπαταρία, μπορείτε να συνδέσετε το εξωτερικό δίκτυο και το φορτίο στο σπίτι. Τα καλώδια προσκολλώνται στα μπλοκ ακροδεκτών: φάση, μηδέν, γείωση. Όλα είναι απλά και ξεκάθαρα εδώ, αλλά αν δεν είναι ασφαλές για εσάς να διορθώσετε την πρίζα, τότε είναι καλύτερο να αναθέσετε τη σύνδεση αυτού του συστήματος σε έμπειρους ηλεκτρολόγους. Λοιπόν, το τελευταίο στοιχείο που συνδέω ηλιακούς συλλέκτες: και εδώ, πρέπει να είστε προσεκτικοί και να μην ανακατεύετε την πολικότητα. Με ισχύ 4 kW και ακατάλληλη σύνδεση, ο ηλιακός ελεγκτής θα καεί αμέσως. Αλλά τι να πω: με τέτοια ισχύ, από ηλιακούς συλλέκτες μπορείτε να κάνετε συγκόλληση απευθείας, χωρίς μετατροπέα συγκόλλησης. Αυτό δεν θα προσθέσει υγεία στους ηλιακούς συλλέκτες, αλλά η δύναμη του ήλιου είναι πραγματικά μεγάλη. Εφόσον χρησιμοποιώ επιπλέον συνδέσμους MCXNUMX, είναι απλά αδύνατο να αντιστρέψω την πολικότητα με την αρχική σωστή εγκατάσταση.
Όλα είναι συνδεδεμένα, ένα κλικ του διακόπτη και ο μετατροπέας μεταβαίνει σε λειτουργία ρύθμισης: εδώ πρέπει να ρυθμίσετε τον τύπο της μπαταρίας, τον τρόπο λειτουργίας, τα ρεύματα φόρτισης και ούτω καθεξής. Υπάρχουν αρκετά κατανοητές οδηγίες για αυτό και εάν μπορείτε να χειριστείτε τη ρύθμιση του δρομολογητή, τότε η ρύθμιση του μετατροπέα δεν θα είναι επίσης πολύ δύσκολη. Απλά πρέπει να γνωρίζετε τις παραμέτρους της μπαταρίας και να τις διαμορφώσετε σωστά ώστε να διαρκέσουν όσο το δυνατόν περισσότερο. Μετά από αυτό, χμ... Μετά από αυτό έρχεται το κομμάτι της διασκέδασης.
Λειτουργία υβριδικού σταθμού ηλιακής ενέργειας
Μετά την έναρξη λειτουργίας του ηλιακού σταθμού, η οικογένειά μου και εγώ έχουμε αναθεωρήσει πολλές συνήθειες. Για παράδειγμα, αν νωρίτερα το πλυντήριο ρούχων ή το πλυντήριο πιάτων ξεκινούσαν μετά τις 23:500, όταν το νυχτερινό τιμολόγιο λειτουργούσε στο ηλεκτρικό δίκτυο, τώρα αυτές οι ενεργοβόρες εργασίες έχουν μεταφερθεί στην ημέρα, επειδή το πλυντήριο καταναλώνει 2100-400 W. κατά τη λειτουργία, το πλυντήριο πιάτων καταναλώνει 2100-XNUMX W. Γιατί τέτοια εξάπλωση; Γιατί οι αντλίες και οι κινητήρες καταναλώνουν λίγο, αλλά οι θερμοσίφωνες είναι εξαιρετικά αδηφάγοι. Το σιδέρωμα αποδείχθηκε επίσης «πιο κερδοφόρο» και πιο ευχάριστο κατά τη διάρκεια της ημέρας: το δωμάτιο είναι πολύ πιο φωτεινό και η ενέργεια του ήλιου καλύπτει πλήρως την κατανάλωση του σιδήρου. Το στιγμιότυπο οθόνης δείχνει ένα γράφημα της παραγωγής ενέργειας από μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας. Η πρωινή αιχμή είναι ξεκάθαρα ορατή, όταν το πλυντήριο λειτουργούσε και κατανάλωνε πολλή ενέργεια - αυτή η ενέργεια παρήχθη από ηλιακούς συλλέκτες.
Τις πρώτες μέρες πήγα αρκετές φορές στο inverter για να κοιτάξω την οθόνη εξόδου και κατανάλωσης. Μετά από αυτό, εγκατέστησα το βοηθητικό πρόγραμμα σε έναν οικιακό διακομιστή, ο οποίος εμφανίζει τον τρόπο λειτουργίας του μετατροπέα και όλες τις παραμέτρους του ηλεκτρικού δικτύου σε πραγματικό χρόνο. Για παράδειγμα, το στιγμιότυπο οθόνης δείχνει ότι το σπίτι καταναλώνει πάνω από 2 kW ενέργειας (στοιχείο ενεργού ισχύος εξόδου AC) και όλη αυτή η ενέργεια δανείζεται από ηλιακούς συλλέκτες (στοιχείο ισχύος εισόδου PV1). Δηλαδή, ο μετατροπέας, λειτουργώντας σε υβριδική λειτουργία με προτεραιότητα την ισχύ από τον ήλιο, καλύπτει πλήρως την κατανάλωση ενέργειας των συσκευών λόγω του ήλιου. Αυτό δεν είναι ευτυχία; Κάθε μέρα μια νέα στήλη παραγωγής ενέργειας εμφανιζόταν στον πίνακα, και αυτό δεν μπορούσε παρά να χαρεί. Και όταν κόπηκε το ρεύμα σε όλο το χωριό, το έμαθα μόνο από το τρίξιμο του μετατροπέα, που ανακοίνωσε ότι λειτουργεί εκτός σύνδεσης. Για όλο το σπίτι αυτό σήμαινε μόνο ένα πράγμα: ζούμε όπως παλιά, ενώ οι γείτονες πάνε για νερό με κουβάδες.
Αλλά υπάρχουν ηλιακοί σταθμοί στο σπίτι και αποχρώσεις:
- Άρχισα να παρατηρώ ότι τα πουλιά αγαπούν τους ηλιακούς συλλέκτες και καθώς πετούν από πάνω τους, δεν μπορούν παρά να χαίρονται που έχουν εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας στο χωριό. Δηλαδή, μερικές φορές τα ηλιακά πάνελ πρέπει ακόμα να πλυθούν από ίχνη και σκόνη. Νομίζω ότι όταν εγκατασταθεί στις 45 μοίρες, όλα τα ίχνη θα ξεπλένονταν απλά από τη βροχή. Η έξοδος από πολλά ίχνη πουλιών δεν πέφτει καθόλου, αλλά εάν μέρος του πίνακα είναι σκιασμένο, τότε η πτώση στην έξοδο γίνεται αισθητή. Το παρατήρησα καθώς ο ήλιος έδυε και η σκιά από την οροφή άρχισε να καλύπτει τα πάνελ ένα προς ένα. Δηλαδή, είναι καλύτερα να τοποθετήσετε τα πάνελ μακριά από όλες τις δομές που μπορούν να τις κρύψουν. Αλλά ακόμη και το βράδυ, με διάχυτο φως, τα πάνελ έδωσαν αρκετές εκατοντάδες watt.
- Με υψηλή ισχύ ηλιακών συλλεκτών και άντληση από 700 Watt και άνω, ο μετατροπέας ανάβει πιο ενεργά τους ανεμιστήρες και γίνονται ακούγονται εάν η πόρτα του τεχνικού δωματίου είναι ανοιχτή. Εδώ, είτε κλείστε την πόρτα είτε τοποθετήστε τον μετατροπέα στον τοίχο μέσω επιθεμάτων απόσβεσης. Κατ 'αρχήν, τίποτα απροσδόκητο: οποιαδήποτε ηλεκτρονική θερμαίνεται κατά τη λειτουργία. Λάβετε μόνο υπόψη ότι ο μετατροπέας δεν πρέπει να κρεμιέται σε σημείο που μπορεί να παρεμβαίνει στον ήχο της εργασίας του.
- Μια ιδιόκτητη εφαρμογή μπορεί να στείλει ειδοποιήσεις μέσω e-mail ή SMS εάν συμβεί κάποιο συμβάν: ενεργοποίηση/απενεργοποίηση εξωτερικού δικτύου, χαμηλή μπαταρία και παρόμοια. Αλλά η εφαρμογή λειτουργεί σε μη ασφαλή θύρα SMTP 25 και όλες οι σύγχρονες υπηρεσίες αλληλογραφίας, όπως το gmail.com ή το mail.ru, λειτουργούν στην ασφαλή θύρα 465. Δηλαδή, τώρα, στην πραγματικότητα, δεν έρχονται ειδοποιήσεις αλληλογραφίας, αλλά θα ήθελα να .
Για να μην πω ότι αυτά τα σημεία είναι κατά κάποιο τρόπο αναστατωμένα, γιατί πρέπει πάντα να προσπαθείς για την τελειότητα, αλλά η υπάρχουσα ενεργειακή ανεξαρτησία αξίζει τον κόπο.
Συμπέρασμα
Πιστεύω ότι αυτή δεν είναι η τελευταία μου ιστορία για το δικό μου ηλιακό εργοστάσιο. Η εμπειρία λειτουργίας σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας και σε διαφορετικές εποχές του χρόνου θα είναι σίγουρα διαφορετική, αλλά ξέρω σίγουρα ότι ακόμα κι αν κλείσει το ρεύμα την παραμονή της Πρωτοχρονιάς, θα είναι ελαφρύ στο σπίτι μου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της λειτουργίας του εγκατεστημένου ηλιακού σταθμού, μπορώ να πω ότι άξιζε τον κόπο. Αρκετές διακοπές στο εξωτερικό δίκτυο πέρασαν απαρατήρητες. Για μερικά έμαθα μόνο με τηλεφωνήματα από γείτονες με την ερώτηση "Δεν έχετε και εσείς ρεύμα;". Οι τρέχοντες αριθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι εξαιρετικά ευχάριστοι και η δυνατότητα αφαίρεσης του UPS από τον υπολογιστή γνωρίζοντας ότι ακόμη και με διακοπή ρεύματος όλα θα συνεχίσουν να λειτουργούν είναι ωραία. Λοιπόν, όταν τελικά ψηφίσουμε έναν νόμο για τη δυνατότητα πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας από ιδιώτες στο δίκτυο, θα είμαι ο πρώτος που θα υποβάλω αίτηση για αυτήν τη λειτουργία, γιατί στον μετατροπέα αρκεί να αλλάξουμε ένα είδος και όλη την ενέργεια που παράγεται, αλλά όχι καταναλώνεται από το σπίτι, θα πουλήσω στο δίκτυο και θα πληρωθώ για αυτό. Σε γενικές γραμμές, αποδείχθηκε αρκετά απλό, αποτελεσματικό και βολικό. Είμαι έτοιμος να απαντήσω στις ερωτήσεις σας και να αντέχω την επίθεση των κριτικών που πείθουν τους πάντες ότι στα γεωγραφικά πλάτη μας ένας ηλιακός σταθμός είναι ένα παιχνίδι.
Πηγή: www.habr.com