Как да направя

Как да си направим соларна инсталация и да изберем управление (контролер) за нея

Изграждането на соларни системи за добив на ел. енергия от слънцето посредством соларни панели става все по-привлекателна и достъпна възможност. От една страна цената на слънчевите панели, соларните контролери и другите компоненти спада ежегодно, а от друга – екологичното мислене на хората расте, предвид глобалното замърсяване на околната среда. Ще ви запознаем с видовете соларни системи и как да изградите своя собствена като подберете подходящи компоненти – управление за соларна система (контролер), слънчеви панели (фотоволтаични), акумулатори, инвертори и т.н.

Соларните (фотоволтаични) системи биват два вида, според предназначението на генерираната енергия – такива, които отдават енергия към мрежата на електроразпределително дружество и такива, чиято енергия е за собствена употреба, без системата да е свързана с електропреносната мрежа. Първият вид соларна инсталация изисква да сте абонат на енергийна компания, да сте свързан в мрежата й, да се изготви проект от лицензирана фирма, след което да се получи разрешение за реализиране на проекта. Дълъг, сложен и скъп процес, който е удачен само при определени обстоятелства и за определени енергийни цели.

За втория вид не се изисква изготвяне на проект и не е нужно разрешение. Този тип соларни системи се реализират най-често на места, където няма електропреносна мрежа, или в случай, че желаете да намалите разходите си за електроенергия. Поради възможността за компактни размери и мобилност на системата, тя е изключително подходяща за отдалечени вили, хижи, стопански сгради, както и за къмпингуване с кемпър, каравана или палатка, за ловни и риболовни излети и т.н.

Как да си направим соларна инсталация и да изберем управление (контролер) за нея 1

Проектирането на синхронизирана с електроразпределителното дружество соларна система е сложен процес и се извършва от лицензирани проектантски бюра. С изготвянето обаче на самостоятелна система може да се справи на практика всеки, стига да е запознат с принципите на действие на компонентите и да спазва някои прости правила. В резултат може да се постигне соларна инсталация с много добри показатели и висока надеждност.

 

Видове соларни инсталации в зависимост от компонентите

Най-семплата система се състои от последователно и паралелно свързани соларни панели, които захранват директно консуматори на постоянно DC напрежение. В този случай трябва да се съобразят вариациите в напрежението на панелите. Стандартно слънчевите панели биват 12, 24 и 48 VDC, но всъщност на „празен ход“ при максимална осветеност дават съответно 21, 37 и 60 VDC, а при номинален товар стойностите са 17, 33 и 53 VDC. Ако фотоволтаичните панелите се претоварят или осветеността е слаба напрежението спада до 30%, а при липса на слънчева светлина или свързване на късо стойността става 0. За да работи коректно подобна система, трябва да бъдат съобразени консуматори, които да понасят подобни големи вариации в напрежението, или към системата да бъде добавен контролер за соларна система, който да се грижи за правилното функциониране на инсталацията.

Как да си направим соларна инсталация и да изберем управление (контролер) за нея 2

По-комплексна и с по-големи възможности е системата от соларни панели, акумулатори и DC консуматори. Когато има голяма осветеност, панелите ще зареждат акумулаторите, а ако мощността на панелите е достатъчна, може паралелно да работят и консуматори. В този случай обаче е нужно постоянно да се следи напрежението върху акумулаторите, за да не се получи презареждане и те да започнат да кипят. Освен това, когато осветеността намалее и напрежението в акумулаторите стане по-голямо от това на слънчевите панели, системата ще започне да „връща“ ток към последните. За да се предотврати това трябва да следите напрежението и ръчно да прекъснете веригата, или пък да се монтират допълнителни елементи – диоди с малък пад в права посока (шотки диоди). При системата от соларни панели, акумулатори и консуматори е още по-удачно да се добави соларен контролер, който да регулира правилно системата и да ви отмени от функциите на постоянно наблюдаващ и контролиращ.

Оптималният вариант на слънчева инсталация притежава най-големи възможности и обхваща всички нужни компоненти за изграждане – управление на соларна система (контролер), соларни панели, стабилни стойки за тях, свързващи проводници, куплунзи за свързване, DC предпазител, акумулатори и инвертор DC/AC ако ще захранвате променливотокови консуматори.

Как да си направим соларна инсталация и да изберем управление (контролер) за нея 3

Внимание! При употреба на DC/AC инвертор и AC консуматори трябва да се спазват следните предписания по отношение на мощността, за да се предотврати повреда на инвертора:

1. При консуматори с активен товар мощността им може да е равна на мощността на инвертора.

2. При консуматори с индуктивен товар мощността им трябва да е 4 пъти по-малка от тази на инвертора (бобина, трансформатор, дросел, електромотор, хладилник, климатик…)

3. При консуматори с капацитивен товар мощността им трябва да е 10-12 пъти по-малка от тази на инвертора (импулсно захранване, LED осветление и др.)

 

Как да оразмерим правилно соларна система

Ако консуматорите работят на постоянно напрежение, мощността им се измерва в VA (W). Като знаем колко часа искаме да работят получаваме VA/h (W/h), от което следва капацитетът на акумулаторите, които трябва да подберем. Трябва да се отбележи, че от акумулатора може да се изконсумира около 70% от капацитета му и при спадане на напрежението до около 10.5 V трябва да се изключи, за да се предотврати дълбок разряд.

 

Пример:

Искаме да изградим соларна система за къмпингуване и риболов, с която да захранваме 2 броя LED лампи на 12 VDC / 12 W, както и един TV приемник на 12 VDC / 30 W. Предвиждаме консуматорите да работят от 21.00 до 01.00 ч., т.е. около 4 часа.

  • общата мощност е 24 + 30 = 54 W
  • общата мощност за 4 часа е 4 x 54 = 216 Wh
  • капацитетът на акумулатора е 216 / 12 V = 18 Ah
  • завишаваме тази стойност с 30%, за избягване на дълбок разряд 18 x 3 = 23.4 Ah
  • избираме най-близката стандартна стойност за капацитет на акумулатор – в случая 24 Ah

 

Изборът на панели също е лесен. Като знаем че акумулаторите се зареждат с ток 1/10 от капацитета им, в дадения пример това прави 24 Ah / 10 = 2.4 А. Най-близо до този ток е панел 50 W с ток 2.8 A при осветеност 1000 W/m. Такава осветеност през целия ден и без насочваща система не може да се поддържа, затова се избира до 2 пъти по-мощен панел – 80 – 100 W, който осигурява от 4.3 до 5.39 A.

За ваше улеснение сме разработили онлайн калкулатор, с помощта на който може да изчислите парамтерите на соларната си система. Може да го откриете тук:

Калкулатор за изчисление мощността на соларна инсталация

Теоретично е възможно изграждането на соларна система без управление (соларен контролер), но на практика без него тя ще се оразмери по-трудно, няма да постига оптимални резултати, ще изисква постоянно наблюдение и ръчен контрол, и винаги ще съществува риск от повреда на някой от компонентите или консуматорите. Добавянето на подходящ контролер премахва всички тези недостатъци.

 

Избор на управление (контролер) за соларна инсталация

Всички контролери, предлагани от Викиват, притежават основни функции, като:

  • автоматично разпознаване на 12/24 VDC, а някои модели и 48 VDC
  • 3 вида режими на заряд на акумулатор
  • режим месечен изравняващ заряд
  • температурна компенсация
  • защити от презареждане, пренапрежение, обратен ток към панела, прегряване, претоварване, дълбок разряд под 10.5 VDC, обръщане на поляритет на панел/акумулатор/консуматор, късо на изхода и др.

 

Ако искате да изградите домашна соларна система, за каравана, кемпър, къмпинг, градинско осветление или подобна, най-подходящи са контролерите от серията Solsum. Те са с мощност до 240 W, 12/24 VDC, разполагат с 4 диодна LED индикация и имат възможност за нощна функция за осветление. Те са и ценово най-достъпни.

управление за соларна система
Steca Solsum

Ако ви е нужна система с по-големи възможности, може да използвате контролерите от серията Solarix PRS, които са с мощност до 720 W активен товар и 5 диодна LED индикация, показваща и край на заряда.

соларен контролер
Steca Solarix PRS

Следващият клас соларни контролери, които също са с мощност до 720 W, но разполагат с доста по-богат набор от функции са представителите на серията PR. Те надграждат досега споменатите контролери с информационен LCD дисплей, функция за самотестване и извеждане на грешки на дисплея, както и информация в реално време на дисплея за SOC (state of charge) състоянието на заряда в проценти. Цената на PR контролерите също е сравнително достъпна и това ги прави подходящи както за дома или къмпинга, така и за изграждането на по-прецизни соларни системи с мощност до 720 W за вила, офис, складово помещение, селскостопанска сграда или организирането на малко производство.

слънчев контролер
Steca PR

В случай, че ви е нужен контролер за система до 480 W активен товар, който е в състояние да издържа на екстремни условия на работа, PR 2020 IP е способен да отговори на изискванията ви. Модулът е специално проектиран за работа във влажна, солена, или запрашена среда, като корпусът му е със индекс на защита IP65. Това го прави особено подходящ за къмпинг системи, парково и градински осветление, телекомуникационни съоръжения и др.

За системи с по-висока мощност, от порядъка на 1000-2000 W активен товар, подходящите соларни контролери са например Tarom 4545 (12/24 VDC, 1000 W) и Tarom 4545-48 (48 VDC, 2000 W). Те притежават възможност за контрол през RJ45, RS232, SD карта, както и брояч за приета и отдадена енергия, вграден дата логер за програмиране и помощни релейни изходи AUX1 и AUX2. Друга важна характеристика на двата модела е че могат да управляват до 31 помощни контролера в паралелна работа, което дава възможност за изграждане на соларни системи с много висока мощност.

управление за слънчева инсталация
Steca Tarom

Стигнахме и до „тежката артилерия“. За изграждането на мощна, професионална слънчева инсталация, която да притежава всички споменати до момента възможности, плюс опцията да бъде контролирана и по DC линия, ще се нуждаете от контролер от висок клас. Такива са представителите на Power Tarom серията от 2070 до 4140. Моделите, започващи с 2 са с напрежение 12/24 VDC, докато тези с 4 са с напрежение 48 VDC. С тяхна помощ може да проектирате и изградите система до 6720 W активен товар, а възможността за разширение на системата позволява изграждането на такава с мощност до 50 000 – 60 000 W.

Сходни публикации
Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.