Схема зарядного на солнечных батареях своими руками. Делаем солнечные батареи для дома своими руками. Применяемые на практике виды

Как правильно использовать солнечную батарею

Перво-наперво нужно понять, что энергия, получаемая от солнечной батареи – это пока ещё некий полуфабрикат, во многих случаях непригодный для питания многих устройств. Лишь самые “некапризные” из них могут её “переварить”, в основном это аккумуляторы, да и то, не всех типов.

Плохое качество энергии заключается, во-первых, в нестабильности выходного тока и напряжения, и, во-вторых, в малом количестве этой энергии, явно меньше тех циферок, что присутствуют в описании солнечных батарей.

• Солнечная батарея должна как можно больше времени находиться на солнце и работать, работать, работать… отдавать всё, что она может.
• Должно быть устройство, которое накапливает всю энергию, что выдает солнечная батарея. Чаще всего, это либо аккумулятор, либо более сложный накопитель.

Использование этих двух простых принципов позволяет снизить требования к мощности солнечной батареи в несколько раз, и при этом обеспечить гарантированную зарядку своих устройств, даже когда солнца нет.

Их вид и характеристики показаны ниже.

• Выходное напряжение (рабочее / без нагрузки) – около 6 В / 8В
• Выходной ток (рабочий / короткого замыкания) – около 1А / до 1.3А
• Габариты в сложенном состоянии – 200х195х9 мм
• Габариты в раскрытом состоянии – 595х195х6 мм
• Вес 400 г

• Выходное напряжение (рабочее / без нагрузки) – около 12.5 В / 16В
• Выходной ток (рабочий / короткого замыкания) – около 0.66А / до 0.85А
• Габариты в сложенном состоянии – 210х350х8 мм
• Габариты в раскрытом состоянии – 420х350х6 мм
• Вес 460 г

Материал фотоэлементов – аморфный кремний. Обе имеют встроенный последовательный диод для предупреждения разряда заряжаемых аккумуляторов.

Эти аккумуляторы после окончания заряда при пропускании через них тока начинают разлагать электролит и постепенно высыхают, поэтому нужен более строгий контроль за их состоянием. Т.е., как минимум, периодически нужно подбегать с тестером и проверять уровень заряда.

Что же можно подключить из электроники к этим солнечным батареям? Чтобы гарантированно и безопасно заряжалось – практически ничего. Каждый раз нужно проверять эту возможность методом “тыка”. Некоторые рации заряжаются от источника 12 В.

Шаг второй. Улучшаем солнечную батарею.

Первые стабилизаторы были линейными, т.к. просто отсекали лишнее напряжение, не позволяя ему пройти к потребителю. Затем разработчики быстренько сообразили, что грех переводить в тепло и так небольшое количество энергии от солнечной батареи, и начали делать стабилизаторы импульсного типа. Такой стабилизатор просто преобразует напряжение и ток одного уровня в другой с минимальными потерями (КПД около 80…90%), т.е. он может взять 12 В 0.5 А от источника и выдать 6 В, но уже 1 А потребителю (в идеале, без учёта КПД).

Т.о. использование стабилизатора позволяет использовать для зарядки КПК, сотовых, плееров или других “капризных” к питанию устройств как солнечную батарею на 6 Вт, так и на 8 Вт.

Такой накопитель поглощает практически весь ток, который может выработать солнечная батарея.

При построении графика, я пытался более-менее соблюдать масштабы реальных токов и их отношений. Так, например, некоторые КПК уже плохо заряжаются при токах ниже 1.2А, особенно, при разряженном аккумуляторе. Здесь, для примера, использован даже меньший ток – 0.5 А. Накопитель же, например, “Вампирчик-Литий”, начинает заряжать свои аккумуляторы током от 10 мА, но на графике указно с запасом – 50 мА.

Таким образом, получается, что даже, несмотря на то, что при накоплении энергии в промежуточном аккумуляторе и дополнительных преобразований теряется от четверти до половины энергии, полученной от солнечной батареи, мы всё равно оказываемся в выигрыше, причём многократном, по сравнению с непосредственной зарядкой гаджетов от солнечной батареи.

И напоследок, просто приведу два комплекта для обеспечения электропитания в походе, которые мне кажутся наиболее рациональными.

1. Солнечная батарея 8 Вт;
2. Накопительный аккумулятор;
3. Импульсный стабилизатор напряжения.

Солнечная батарея подключена непосредственно к аккумулятору, что позволяет исключить потери на работу схемы его зарядки. Остаются только потери “в химии”, около 15%.

Вторым недостатком, впрочем, весьма относительным, такого набора можно считать желательность использования солнечной батареи именно на 12В. Но эти батареи имеют примерно вдвое большие размеры в сложенном виде, чем 6-ти Ваттные.

1. Солнечная батарея 6 Вт или 8 Вт;
2. Накопитель.

Любая из этих батарей просто подключается напрямую к накопителю, и он сам уже следит за зарядкой. Пользователю остаётся только подключиться к его выходу для питания своих устройств.

• Простота и компактность, минимум проводов.
• Не нужно контролировать аккумуляторы.

Выводы.

Буферный аккумулятор (накопитель) позволяет снизить требования к мощности солнечной батареи в несколько раз. А также обеспечивает дополнительные удобства в эксплуатации.

2 комментария:

Статья интересная, и во многом можно согласиться с автором. но использовать кислотный АКБ 6-12V, (при ёмкости 4,5-7Ah) – это минимум 1-2,5 кг лишнего веса, и для автономного похода (когда на счету каждые 50-100 грамм), на мой взгляд, мало приемлемо.

а можно в данной схеме использовать авто аккумулятор с емкость 45Ah.

Как правильно использовать солнечную батарею, Солнечная энергетика

Все о солнечной энергетике – новости, интервью, технологии, бизнес, анализ тенденций и перспектив

Солнечные батареи

Солнечные батареи могут обеспечить зарядный ток аккумулятора в пределах 35-50 миллиампер, не более того. Причем это будет при хорошем солнечном освещении. Следовательно, с помощью широко распространённых солнечных батарей можно обеспечить заряд маломощных аккумуляторов имеющих емкость не более 0,45 А/ч. Замечу, что широко распространенные аккумуляторы типа ЦНК-0,45 как раз имеют такую емкость.

Что же можно предпринять для увеличения тока, генерируемого солнечной батареей? Наиболее просто ток солнечных батарей можно увеличить при помощи их параллельного включения. Конечно, необходимо включать солнечные батареи, имеющие одинаковое количество элементов и, следовательно, обеспечивающих одинаковое напряжение фото ЭДС.

Самый главный недостаток солнечных элементов - это только их относительная дороговизна. Но этот недостаток окупает эффективная работа заряжаемых с помощью солнца аккумуляторов.

Если же солнечная батарея обеспечивает ток, меньший чем номинальный зарядный ток, менее 0,08 от емкости аккумуляторов, то в данном случае речь может идти не о зарядке, а только о подзарядке аккумуляторов. Это означает, что в светлый период времени солнечная батарея должна быть постоянно подключена к аккумулятору, все это время постоянно подзаряжая его. При этом необходимо контролировать, что бы во время работы аккумуляторной батареи напряжение на одном элементе аккумулятора было бы не ниже 1,2-1,15 вольт. При напряжении ниже 1,15 вольт аккумулятор необходимо снять с работы и поставить на зарядку. В противном случае за короткое время напряжение на элементах аккумулятора упадет до 1,1 вольта, и такую разряженную аккумуляторную батарею уже невозможно будет использовать в экспедиции без серьезной зарядки. Это указывает на то, что в экспедиции, обязательно необходимо контролировать напряжение на аккумуляторной батарее под нагрузкой.

Следовательно, для зарядки аккумуляторов можно применить солнечную батарею, которая имеет максимальный генерируемый ток примерно равный току зарядки аккумуляторов. В этом случае солнечная батарея автоматически будет производить зарядку аккумуляторов необходимым зарядным током при своем освещении. Батарею необходимо подключать к аккумуляторам через диод. Это необходимо потому, что при неблагоприятном солнечном освещении напряжение на солнечной батарее может упасть ниже, чем напряжение на заряжаемых аккумуляторах. В этом случае аккумуляторы вместо своего заряда, разрядятся через внутреннее сопротивление солнечной батареи. Буферный конденсатор необходим, если, аккумуляторы будут использоваться для работы во время своей зарядки/подзарядки.

Шунт для этого индикатора записи тоже сделать достаточно просто. На резисторе типа МЛТ-0,5 наматываем 1 метр провода типа ПЭЛ-0,1. Подключаем шунт параллельно микроамперметру и измеряем, какой максимальный ток он при этом может измерять. Допустим, получилось 100 миллиампер. А для заряда аккумуляторов используется солнечная батарея с максимальным током 40 миллиампер. Следовательно, удобно иметь максимальную шкалу в 50 миллиампер. Для получения такого максимального тока отклонения микроамперметра сопротивление шунта необходимо увеличить в два раза. Для этого необходимо увеличить длину провода шунта до двух метров. Аналогично можно провести практическую подгонку шунта и для других токов отклонения миллиамперметра.

Если же солнечная батарея используется только для подзарядки аккумуляторов, то ее необходимо производить по мере необходимости – по мере разряда аккумуляторов. При неблагоприятных условиях подзарядка может даже продолжаться целый световой день. Ночью солнечные батареи нет необходимости отключать от аккумуляторов, поскольку они будут отключены автоматически с помощью диода.

Зарядка аккумуляторов с - помощью солнечных батарей

Сайт о солнечной энергии, солнечных батареях, сопутствующих вопросах экологии, энергетики. Собраны воедино принципы работы разных типов солнечных элементов и генераторов, примеры реально существующих и проектируемых устройств. На сайте собрана фотогалерея устройств на солнечных батареях, а также приведен список магазинов, в которых можно купить солнечные батареи.

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи

Тема конструирования самодельных солнечных батарей и зарядки аккумуляторов от солнечных батарей не раз освещалась в любительской литературе. Данное простое устройство основано на материале .

Схема устройства

Солнечная батарея с рабочим размером 4х4 см заряжает аккумулятор через диод VD1 типа Д311. Он предотвращает разряд аккумулятора в те моменты, когда освещение солнечной батареи мало, а напряжение на ней падает ниже напряжения аккумулятора. Диод VD1 должен быть германиевым с возможно меньшим падением напряжения в прямом направлении. При ярком солнечном освещении данная батарея выдает ЭДС около 3 В, что много для одного Ni-Mh аккумулятора. Для уменьшения напряжения на аккумуляторе параллельно ему включен светодиод VD2. Этот светодиод следует подбирать так, что бы он открывался при напряжении 1,6 – 1,8 В. Аккумулятор размещается в пластиковой колодке для гальванических элементов типоразмера АА.

Сборка действующей модели ЗУ

Устройство собрано навесным монтажом на пластиковой панели подходящего размера, вырезанной из коробки от старого DVD.

Солнечная батарея закреплена на площадке при помощи прокладки из прозрачного упаковочного пластика. В прокладке прорезано окно напротив рабочей поверхности солнечной батареи. Очевидным недостатком данной конструкции является, небольшая площадь солнечной батареи и как следствие малый зарядный ток аккумулятора, не более нескольких миллиампер. Так, что можно говорить скорее о подзарядке аккумулятора, а не о полной зарядке.

Реально с его помощью можно заряжать аккумуляторы емкостью 300-600 мА*ч. Для современных аккумуляторов емкостью 2000-2500 мА*ч время зарядки из длительной превращается в неприемлемое. Реальная ниша применение подобного устройства – это поддержание в заряженном состоянии редко используемого аккумулятора там, где нет доступа к электросети, например на даче.

ПОДЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРОВ ОТ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи Тема конструирования самодельных солнечных батарей и зарядки аккумуляторов от солнечных батарей не раз освещалась в любительской литературе.

Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей

Для обеспечения работы из радио экспедиций часто применяют никель- кадмиевые аккумуляторы (НКА). Но, с течением времени работы в эфире НКА необходимо подзаряжать. В условиях экспедиционной работы одним из наилучших вариантов подзарядки аккумуляторов является использование солнечных батарей. Энергия Солнца вполне сможет обеспечить работу по зарядке аккумуляторов. Разберем принципы использования солнечных батарей для зарядки аккумуляторов.

Тип солнечной батареи

Наиболее распространённые в странах СНГ являются солнечные батареи типа БСК-1, БСК-2, Электроника МЧ/1. Эти батареи выпускают или ранее выпускали многие радиоэлектронные заводы. Иногда встречаются в продаже также импортные, в основном китайские и корейские, солнечные батареи, с параметрами сравнимыми с батареями типов БСК-1, БСК-2, Электроника МЧ/1.

Эти солнечные батареи могут обеспечить зарядный ток аккумулятора в пределах 35-50 миллиампер, не более того. Причем это будет при хорошем солнечном освещении. Следовательно, с помощью широко распространённых солнечных батарей можно обеспечить заряд маломощных аккумуляторов имеющих емкость не более 0,45 А/ч. Замечу, что широко распространенные аккумуляторы типа ЦНК-0,45 как раз имеют такую емкость.

Необходимо также учитывать, что в середине лета, в июле, световой период, в который батарея эффективно отдаёт энергию, обычно длится не более 7-9 часов. Наиболее эффективное время для работы солнечной батареи с 10 до 17 часов. После этого времени ток солнечных батарей падает. Падает ток, генерируемый солнечной батареей в облачную погоду. Некоторая ориентировка солнечных батарей относительно положения Солнца, помогает увеличить генерируемый ими ток, но… Попробуйте сами покрутить батареи в поисках их лучшего освещения, и убедитесь, что это нелегкое дело.

Что же можно предпринять для увеличения тока, генерируемого солнечной батареей? Наиболее просто ток солнечных батарей можно увеличить при помощи их параллельного включения. Конечно, необходимо включать солнечные батареи, имеющие одинаковое количество элементов и, следовательно, обеспечивающих одинаковое напряжение фото ЭДС. Но все же параллельное включение солнечных батарей, как это показано на рис. 1, нежелательно. Лучшие результаты будут получены при параллельном включении элементов солнечных батарей, как это показано на рис. 2.

Рисунок 1 Нежелательное включение солнечных батарей

Рисунок 2 Параллельное включение элементов солнечных батарей

Давайте разберем, почему нежелательно параллельное включение солнечных батарей, показанное на рис. 1.

Вследствие разной освещенности солнечных батарей генерируемые ими напряжения будут немного отличаться друг от друга. Вследствие этого, эффективно будет работать только одна солнечная батарея. При включении солнечных элементов по схеме, показанной на рис. 2, напряжения, генерируемые ими, более равномерно распределяются по солнечной батарее. Вследствие этого, частичное затенение части элементов не принесет большого вреда для работы солнечной батареи. Однако параллельное включение потребует распайки готовых батарей, а затем новое включение их элементов между собой. Работа достаточно нудная, коса проводов между батареями… Но если необходим большой ток, то эту работу все же придется выполнить.

Для увеличения напряжения солнечной батареи, можно включать последовательно, сколько угодное большое количество солнечных элементов. Напряжение такой солнечной батареи будет равно сумме напряжений на всех составляющих ее солнечных элементах. Ток, отдаваемый этой батареей, будет ограничен током худшего элемента.

Самый главный недостаток солнечных элементов, на мой взгляд, это только их относительная дороговизна. Но этот недостаток окупает эффективная работа заряжаемых с помощью солнца аккумуляторов.

Зарядка/подзарядка аккумуляторов

Итак, при достаточном количестве солнечных элементов можно создать солнечную батарею с практически любыми напряжением и током, и способную обеспечить зарядку любого типа аккумуляторов. Все дело только в стоимости такой солнечной батареи. Конечно, не следует забывать, что мощная солнечная батарея будет занимать большую площадь для своей установки. Следует также заметить, если полноценное солнечное освещение батареи бывает ограниченное время суток, то желательно использовать солнечную батарею, обеспечивающую ускоренный зарядный ток, величина которого находится в пределах 0,15-0,3 от емкости аккумуляторов.

Обычно в радио экспедициях эффективная работа возможна в вечернее и ночное время. В это время прохождение на многих диапазонах улучшается, появляется много местных станций. Использование солнечной батареи позволяет вечером и ночью разрядить аккумуляторы во время работы в эфире, а днем произвести их подзарядку.

Если же солнечная батарея обеспечивает ток, меньший чем номинальный зарядный ток, менее 0,08 от емкости аккумуляторов, то в данном случае речь может идти не о зарядке, а только о подзарядке аккумуляторов. Это означает, что в светлый период времени солнечная батарея должна быть постоянно подключена к аккумулятору, все это время постоянно подзаряжая его. При этом необходимо контролировать, что бы во время работы аккумуляторной батареи напряжение на одном элементе аккумулятора было бы не ниже 1,2-1,15 вольт. При напряжении ниже 1,15 вольт аккумулятор необходимо снять с работы и поставить на зарядку. В противном случае за короткое время напряжение на элементах аккумулятора упадет до 1,1 вольта, и такую разряженную аккумуляторную батарею уже невозможно будет использовать в экспедиции без серьезной зарядки. Это указывает на то, что в экспедиции, обязательно необходимо контролировать напряжение на аккумуляторной батарее под нагрузкой. Разрядная и зарядная характеристика одиночного аккумулятора показана на рис. 3.

Рисунок 3 Разрядная и зарядная характеристика никель/кадмиевого аккумулятора

Для дальнейшего понимания процесса зарядки солнечной батареей аккумулятора рассмотрим характеристики элемента солнечной батареи. Зависимость тока одного элемента солнечной батареи типа БСК-2 от напряжения на нем показана на рис. 4. Этот график снят при оптимальном освещении солнечного элемента. Этот график типичен и для других солнечных элементов. Конечно, значение максимального тока будет зависеть от мощности солнечного элемента. Для снятия этого графика к освещенному солнечному элементу подключают переменный резистор. Изменяют сопротивление переменного резистора, и измеряют ток, поступающий в резистор и напряжение на солнечном элементе. Схема для снятия вольт/амперной характеристики солнечного элемента показана на рис. 5.

Рисунок 4 Вольт/амперная характеристика солнечного элемента

Рисунок 5 Схема для снятия вольт/амперная характеристики солнечного элемента

При работе солнечного элемента без нагрузки напряжение фото ЭДС на нем составит около 0,6 В. При подключении нагрузки, а затем при уменьшении ее сопротивления, ток в нагрузке начнет увеличиваться. Напряжение на нагрузке при этом начнет снижаться. Напряжение примерно 0,45 вольт на нагрузке является оптимальным режимом работы солнечного элемента. При попытках увеличить отбор тока, напряжение на солнечном элементе падает, а ток, который он генерирует, продолжает оставаться практически неизменным. Это говорит о том, что солнечная батарея является почти идеальным источником тока, то, что как раз и надо для зарядки аккумуляторов!

Для схемы измерения тока солнечного элемента (см. рис. 5) был построен график зависимости рассеиваемой мощности в сопротивлении нагрузки солнечного элемента. График показан на рис. 6. Этот график снят при оптимальном освещении солнечного элемента. Для постройки графика измерялось нагрузочное сопротивление солнечного элемента при различных напряжениях на нем. Затем, исходя из значения сопротивления нагрузки, и тока, протекающего через нагрузку, был построен график мощности, рассеиваемой в нагрузке. Из этого графика видно, что максимальная мощность отдаваемая в нагрузку солнечным элементом будет при напряжении на нагрузке 0,45 вольт. Оптимальное напряжение на нагрузке (0,45 вольт) отличается от напряжения фото ЭДС (о,6 вольт) в 0,75 раз.

Рисунок 6 График зависимости рассеиваемой мощности в сопротивлении нагрузки от напряжения на ней

Следовательно, для зарядки аккумуляторов можно применить солнечную батарею, которая имеет максимальный генерируемый ток примерно равный току зарядки аккумуляторов. В этом случае солнечная батарея автоматически будет производить зарядку аккумуляторов необходимым зарядным током при своем освещении. Батарею необходимо подключать к аккумуляторам через диод, как это показано на рис. 7. Это необходимо потому, что при неблагоприятном солнечном освещении напряжение на солнечной батарее может упасть ниже, чем напряжение на заряжаемых аккумуляторах. В этом случае аккумуляторы вместо своего заряда, разрядятся через внутреннее сопротивление солнечной батареи. Буферный конденсатор C1 необходим, если, аккумуляторы будут использоваться для работы во время своей зарядки/подзарядки.

Рисунок 7 Подключение солнечной батареи к аккумуляторам

Последовательно с солнечной батареей включен миллиамперметр. Включение миллиамперметра весьма и весьма желательно. Он показывает, какой величины ток потребляет аккумулятор от солнечной батареи. А это дает возможность судить, находится ли аккумулятор под зарядным током или тренировочным, и вообще, работает ли в данный момент солнечная батарея или нет. В качестве миллиамперметра удобно использовать индикатор записи от старого магнитофона.

Шунт для этого индикатора записи тоже сделать достаточно просто. На резисторе типа МЛТ-0,5 наматываем 1 метр провода типа ПЭЛ-0,1. Подключаем шунт параллельно микроамперметру и измеряем, какой максимальный ток он при этом может измерять. Допустим, получилось 100 миллиампер. А для заряда аккумулято-ров используется солнечная батарея с максимальным током 40 миллиампер. Следовательно, удобно иметь максимальную шкалу в 50 миллиампер. Для получения такого максимального тока отклонения микроамперметра сопротивление шунта необходимо увеличить в два раза. Для этого необходимо увеличить длину провода шунта до двух метров. Аналогично можно провести практическую подгонку шунта и для других токов отклонения миллиамперметра.

В походных условиях можно считать процесс зарядки аккумуляторной батареи оконченным, если напряжение на ее элементах под нагрузкой составляет не менее 1,25 В/на элемент, и их ЭДС составляет не менее 1,36 В/на элемент. Если же солнечная батарея используется только для подзарядки аккумуляторов, то ее необходимо производить по мере необходимости – по мере разряда аккумуляторов. При неблагоприятных условиях подзарядка может даже продолжаться целый световой день. Ночью солнечные батареи нет необходимости отключать от аккумуляторов, поскольку они будут отключены автоматически с помощью диода VD1 (см. рис. 7).

Расчет параметров солнечной батареи

Приведем пример расчета солнечной батареи, необходимой для зарядки аккумуляторов. Как показано на графиках рис. 3, во время зарядки аккумулятора напряжение на нем будет находиться в пределах 1,4 В. Для питания аппаратуры в полевых условиях, обычно применяют напряжение питания 12 вольт. Такое напряжение могут обеспечить 10 никель- кадмиевых аккумуляторов, включенных последовательно. Для зарядки батареи из 10 никель- кадмиевых аккумуляторов, включенных последовательно, необходимо обеспечить напряжение на них равное 14 вольт (10*1,4=14). При максимальном КПД работы солнечной батареи, когда напряжение на одном солнечном элементе составит 0,45 вольт, напряжение 14 вольт может обеспечить солнечная батарея состоящая из 31 элемента (14/0,45=31).

Учтем падение напряжение на диоде, равное 0,7 вольта. Следовательно, солнечная батарея должна иметь еще два лишних элемента. Суммарное количество солнечных элементов в батарее в этом случае будет равно 33 (31+2=33). Напряжение фото ЭДС солнечной батареи содержащей 33 элемента составит 19,8 вольт. Итак, мы подошли к важной вещи. Оказывается, для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 12 вольт, необходима солнечная батарея напряжением фото ЭДС почти 20 вольт! Такую батарею можно собрать самостоятельно используя отдельные солнечные элементы или несколько готовых солнечных батарей.

В паспорте на солнечные батареи указывают как раз напряжение фото ЭДС. В продаже имеются солнечные батареи на напряжения фото ЭДС равное 12 и 9 вольт. Следовательно, при оптимальном сопротивлении нагрузки (см. рис. 6) напряжение на этих батареях составит 6,75 вольт, для 9- вольтовой солнечной батареи, 9 вольт для 12 вольтовой солнечной батареи.

Две последовательно включенные солнечные батареи, имеющие напряжение фото ЭДС 9 и 12 вольт можно с успехом использовать для зарядки 12 вольтовой аккумуляторной батареи. Превышение суммарного напряжения, которое для двух батарей составит 21 вольт, расчетного напряжения 20 вольт на один вольт не страшно. Это превышение будет компенсировано некоторым уменьшением выходного напряжения солнечной батареи которое произойдет из-за неравномерного освещения элементов, составляющих солнечную батарею. Конечно, следует не забывать, что ток солнечных батарей не должен превышать зарядный ток аккумуляторов.

Две последовательно включенные солнечные батареи на напряжение 9 вольт не смогут обеспечить полную зарядку аккумуляторной батареи. Они осуществят лишь ее подзарядку, до уровня не более 20% от необходимого заряда (см. рис. 3). Однако, подключенная к 12 вольтовой аккумуляторной батареи солнечная батарея с фото ЭДС 18 вольт поможет “разгрузить” режим работы этой аккумуляторной батареи. Она сможет сгладить пиковые токовые нагрузки и обеспечит по мере своих сил подзарядку аккумуляторов.

Эксплуатация солнечных батарей

При использовании солнечных батарей необходимо стремиться к тому, чтобы они были размещены на максимально освещенном месте и были освещены одинаково. Необходимо принять меры, исключающие механическое повреждение батарей, а также прямое воздействие на них влаги и пыли. При транспортировке необходимо избегать тряски солнечных батарей.

Необходимо соблюдать температурный режим солнечных батарей, который указан в их паспорте. Обычно это -40° +50° С. Летом, в жаркую погоду необходимо располагать солнечные батареи на поверхности мало подверженной нагреванию, например, на отрезе белой материи, или на блестящей алюминиевой фольге. В этом случае они слабо нагреваются и обеспечивают удовлетворительную работу расположенной поверх их солнечной батареи.

Необходимо отметить, что никель-кадмиевые аккумуляторы тоже плохо работают при повышенных и пониженных температурах. Понижение температуры аккумулятора ниже 0° С приводит к значительному понижению их мощности.

Результаты испытания солнечных батарей

Практические испытания солнечных батарей совместно с аккумуляторными батареями показали большую эффективность такой совместной работы.

На практике мной были использованы несколько комплектов солнечных батарей. Один комплект обеспечивал напряжение фото ЭДС 18 вольт. Он был составлен из двух солнечных батарей на напряжение 9 вольт. Позже мне удалось приобрести солнечную батарею на напряжение 12 вольт. В результате этого, появилась возможность использовать комплект солнечных батарей на напряжение 21 вольт. Эти солнечные батареи обеспечивали ток в нагрузке пределах 40 миллиампер.

Первое время эксперименты проводились совместно с солнечной батареей имеющей напряжение фото ЭДС 18 вольт. Солнечная батарея была постоянно подключена к аккумуляторам по схеме показанной на рис. 7. Солнечная батарея на напряжение 18 вольт обеспечивала успешную подзарядку аккумуляторной батареи с использованием элементов ЦНК-0,45 и 1,5-НКГН. К сожалению только подзарядку. Интенсивно разряженные во время ночной работы аккумуляторы такая солнечная батарея уже зарядить не смогла. В результате этого, на следующую ночь аккумуляторы работали непродолжительное время.

Однако при небольших нагрузочных токах этих аккумуляторов такая солнечная батарея была довольно полезной. Во время светлого периода она обеспечивала постоянную подзарядку аккумуляторов, держала их под тренировочным током, что благоприятно сказывалось на работе аккумуляторов. В результате этого, аккумуляторы совместно с солнечной батареей работали гораздо дольше, чем без нее.

Но совсем иная картина была при использовании солнечной батареи на напряжение 21 вольт, которая была составлена из батареи на напряжение 9 и 12 вольт. Эта солнечная батарея позволила производить зарядку аккумуляторов во время светового дня. Причем этой зарядки вполне хватало для интенсивной вечерней работы трансивера мощностью 1 ватт. Конечно, оптимальной такую солнечную батарею надо считать только для зарядки аккумуляторов типа ЦНК-0,45, имеющих зарядный ток равный 45 миллиампер. Аккумуляторы типа 1,5 НКГН, имеющих зарядный ток равный 150 миллиампер, такая батарея полностью зарядить не могла. Но в тоже время она им значительно прибавит растраченной за темное время работы емкости!

Батарею на напряжение 21 вольт можно подключать к работающим в дневное время аккумуляторам типа 1,5 НКГН. Подключать ее к работающим совместно с радиоаппаратурой аккумуляторам типа ЦНК-0,45 нежелательно. В этом случае этот тип аккумуляторов будет работать в тяжелом для них режиме, что может вызвать их ускоренный выход из строя. Для избежания этого в экспедиции желательно использовать две аккумуляторных батареи, одну для работы, а другую в это время для зарядки.

Внимание: возможен перезаряд!

Необходимо обратить внимание радиолюбителя, что в некоторых случаях солнечная батарея может сделать перезаряд аккумуляторной батареи. А это приведет к переполюсовке элементов аккумуляторной батареи и к выходу ее из строя. Сразу можно сказать, что при использование 18 вольтовой солнечной батареи можно не опасаться перезаряда аккумуляторной батареи на 12 вольт. Как мы уже разбирали, солнечная батарея на напряжение 18 вольт сможет обеспечить только дозарядку аккумуляторной батареи на уровне 20% от ее номинальной мощности. После этого солнечная батарея обеспечит только тренировочный ток для этих аккумуляторов.

Совсем другой случай будет при использовании солнечной батареи на напряжение 21 вольт. Эта батарея способна обеспечить зарядный ток даже после полного заряда аккумуляторов. Сразу необходимо отметить, что при использовании солнечной батареи обеспечивающей зарядный ток 40 миллиампер можно испортить только аккумуляторы типа ЦНК- 0,45. Аккумуляторы типа 1,5-НКГН, которые требуют зарядного тока величиной 150 миллиампер такой солнечной батареей за время экспедиции испортить трудно. Но, все же необходимо соблюдать осторожность и при их зарядке.

Для того, что бы, не испортить аккумуляторную батарею, необходимо вести учет времени ее работы. После этого проводить дозарядку отданной емкости. Приведу пример такого расчета. Возьмем самый простой случай. Аккумуляторная батарея, составленная из элементов ЦНК-0,45 (следовательно, имеет зарядный ток 40 миллиампер), питает приемник с током потребления равным 40 миллиампер. Предположим, этот приемник проработал вечером 4 часа. Следовательно, утраченная емкость аккумулятора равна 160мА/час (40*4=160). Для восстановления утраченной емкости аккумуляторной батареи она должна получить заряд на 150% превышающий утраченный заряд. Следовательно, для восстановления заряда эта аккумуляторная батарея днем должна находиться под зарядным током 40 миллиампер в течение 6 часов (160/40=4; 4*1,5=6).

А если аккумуляторная батарея использовалась для питания трансивера, который работает на передачу? Что же, необходимо учитывать время, в течение которого он работает на передачу. Допустим, трансивер потребляет 50 миллиампер на прием и 150 миллиампер во время передачи. Работал трансивер в течение 3 часов, из них полчаса на передачу. Следовательно, аккумуляторная батарея 2,5 часа отдавала ток 50 миллиампер и 0,5 часа 150 миллиампер. Рассчитаем утраченную емкость:

• во время приема 125мА/час (50*2,5=125);
• во время передачи 75мА/час (150*0,5=75);
• общая утраченная емкость равна 200мА/час (125+75=200).

Для восстановления утраченной емкости аккумуляторной батареи она должна получить заряд на 150% превышающий утраченный заряд. Следовательно, для восстановления заряда эта аккумуляторная батарея днем должна находиться под зарядным током 40 миллиампер в течение 7,5 часов (200/40=5; 5*1,5=7,5).

Устранение эффекта памяти

К сожалению, никель-кадмиевые аккумуляторы обладают так называемым эффектом памяти. В чем это проявляется? Если аккумулятор несколько раз разряжать не полностью, допустим на 30% от его емкости, а затем снова производится его дозарядку, то аккумулятор “запомнит” разрядный цикл. Впоследствии аккумулятор будет отдавать только 30% своего заряда, даже при получении им полного заряда. Обычно в радио экспедициях аккумуляторы не успевают подхватить эту болезнь. Аккумулятор каждый день испытывает разные разрядные/зарядные циклы, причем разрядные циклы бывают довольно глубокими. Однако, после окончания экспедиции, в которой использовалась подзарядка аккумуляторов, для устранения эффекта памяти, аккумулятору необходимо дать не менее двух циклов полного разряда/заряда.

Удачного использования солнечной батареи в радиоэкспедициях!

Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей

Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей Григоров Игорь Николаевич, а/я 68, 308015, Белгород РОССИЯ Включите javascript, чтобы увидеть …

Несложное зарядное устройство на солнечных батареях своими руками.

Н аступает летний сезон, пора отпусков и выезда для отдыха на природу. Вот и я, после нескольких поездок на природу и мучений с бензиновым генератором, который имеет большой вес, прилично рокочет и воняет, решил обзавестись солнечным зарядным устройством. Мне необходимо заряжать портативную радиостанцию, электронную книгу, ноутбук, фонарик на светодиодах, фотоаппарат и мобильные телефоны, использовать светодиодную лампу, а также возможно подзарядить 12 вольтовый свинцовый аккумулятор. В интернете зарядные устройства для заряда перечисленной аппаратуры существуют, но при этом стоят очень дорого, да имеют слабую солнечную панель. Как всегда нас пенсионеров давит «жаба» и мы не ищем легких путей.

П редлагаю вашему вниманию свою конструкцию, собранную на основе публикаций из интернета и своих доработок. Мое зарядное устройство имеет мощность 20 ватт и состоит из двух панелей 12в – 10 ватт 30х35 см, в разложенном положении солнечная панель получается 35х60 см. И обеспечивает на выходе стабилизированные напряжения 14в- 20 ват, напрямую от панелей и от встроенного аккумулятора 14,8в – 4,3 ампер-часа для питания ноутбука или планшета, а также два USB выхода 5в – 4,3 ампер-часа каждый, в сумме 5в – 8,6 ампер-час.

П анель собрана в виде «дипломата», что в закрытом состоянии полностью предотвращает повреждение самой панели. По сути, здесь сделаны два самостоятельных зарядных устройства со встроенными аккумуляторами 7,4в 4,3 ампер-часа. При последовательном включении мы получим на выходе 14,8 вольт. 4,3 ампер-часа, для наших нужд в ночное время, или два блока аккумуляторов 7,4в в сумме 8,6 ампер-часа. Также есть выходы для зарядки свинцовых аккумуляторов. Я использовал литиевые аккумуляторы от вышедших батарей ноутбука. Как правило, в батарее выходит из строя одна секция и батарея не держит заряд. Отобрал только рабочие банки. Вы можете использовать любые аккумуляторы, схема позволяет настроить стабилизированное напряжение на выходе устройства. В моем случае для зарядки литиевых аккумуляторов 8,4в, свинцовых 14в и USB устройств и мобильных телефонов 5в. Имея эти напряжения и используя токоограничивающий резистор можно заряжать все виды устройств от 1,2в до 12-14в. Вы можете использовать одну панель 12в-10 ват, тогда дипломат будет вполовину тоньше и дольше заряжать батарею.

Конструкция и схема

Ч то нам понадобится – это две солнечных панели 12в-10 ватт, в моем случае это панели китайского производства стоимостью 18 долларов одна штука, итого 18х2=36 долларов (мне обошлись 435 грн на момент покупки вместе с пересылкой из Киева). Можно использовать и другие модели в алюминиевых рамках.

Т акже необходима петля для соединения панелей в «дипломат» можно использовать и две подходящих петли от шкафчиков.

USB гнезда в моем случае это дополнительные гнезда для задней панели системного блока, можно использовать USB гнезда отрезанные от USB удлинителя,только крепить в панели их придется вклейкой или хомутиками.

А ккумуляторы, два сверхярких светодиода (можно от фонарика) – используются для индикации заряда и ночью для подсветки в палатке, если не используется мощная светодиодная лампа. Выключатели и прочая мелочевка, все видно на приложенных фотографиях.

П оскольку не допустим полный разряд аккумуляторов в конструкции используется блок контроля разряда АКБ который отключает встроенную батарею при снижении напряжения на литиевых аккумуляторах до 6,1в (вы можете легко перестроить на любое напряжение для своих аккумуляторов), также батарея отключается и при коротком замыкании на выходе.

Н а рисунке приведена полная схема одного блока зарядного устройства. У меня для каждой панели свой блок и свои аккумуляторы, можно просто запараллелить панели и использовать один блок, на схеме пунктиром указано как правильно подключить вторую солнечную панель к одному блоку стабилизации.

Описание схемы

SZ1 – солнечная панель, диоды VD1 и VD2 защищают солнечную панель при заряде от сетевого адаптера и от переполюсовки на входе. VD2 – защищает регулируемый стабилизатор DD1 от выхода из строя при отсутствии напряжения на входе стабилизатора. Стабилизаторы DD1,DD2 позволяют получить стабильные напряжения для заряда. Резисторами R1,R2 устанавливаем необходимые напряжения для заряда аккумуляторов. Резистор R4 служит для ограничения тока при разряженном аккумуляторе, у меня при его номинале 1 Ом порядка 1-1,25 А. Резистором R5 устанавливаем ток через светодиод индикации и подсветки VD4 . Светодиод служит для индикации подключения встроенного аккумулятора и индикации наличия напряжения заряда. На резисторах R6-R9 собраны делители, задающие необходимые уровни для USB. Клавишный переключатель SA1 позволяет выбрать режим использования, в положении 14В мы можем заряжать внешний свинцовый или другой аккумулятор при этом контакты SA1/2 отключают встроенный в панель аккумулятор. В положении 8,4В подключается встроенный аккумулятор, на него подается напряжение от солнечной панели для заряда, а также им можно пользоваться в ночное время для зарядки любых устройств и питания светодиодной лампы (у меня светодиодная USB лампа для компьютера). В режиме экономии для подсветки ночью в палатке достаточно свечения сверхярких светодиодов индикации при этом суммарный ток потребления от встроенного аккумулятора составит 10мА (5мА светодиод и 5мА стабилизатор КРЕН5В) Гнездо ГН1 служит для подключения сетевого адаптера и подзарядки встроенной батареи от сети адаптер должен обеспечивать на выходе постоянное напряжение 20-16в при токе нагрузки 1,5-2А.

Работа с солнечным устройством

Включение устройства при полностью разряженном встроенном аккумуляторе (блок защиты АКБ отключил аккумулятор) произойдет только в режиме SA1 8,4В при этом контактная группа SA1/2 разблокирует работу аккумулятора, подключение же его на зарядку произойдет автоматически при подаче напряжения заряда от сетевого адаптера или раскрытой солнечной панели при солнечном освещении, засветившийся светодиод укажет на наличие напряжения заряда.

Включение работы при заряженной аккумуляторной батарее , при отсутствии достаточного освещения производится в режиме SA1 8,4В кратковременным нажатием кнопки КН1 при этом засветившийся светодиод укажет на подключение АКБ. По окончании заряда телефонов и др. устройств, переводом SA1 в положение 14В мы отключаем встроенный аккумулятор, светодиод погаснет.

В положении SA1-14В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме для внешнего аккумулятора будет стабилизированное напряжение 14 вольт, которое можно также использовать для заряда портативной радиостанции. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт для заряда USB устройств независимо от встроенного аккумулятора.

В положении SA1-8,4В и освещении солнечной панели солнечным светом или подключении сетевого адаптера на выходном разъеме будет напряжение аккумулятора и в процессе заряда встроенного аккумулятора поднимется до 8,4 вольта. При этом на USB разъеме будет напряжение 5 вольт. Для освещения палатки я использую пятивольтовые светодиодные лампы рассчитанные на подключение к USB, подключаю их к USB выходу поскольку напряжение 5 вольт стабилизировано то и лампа светит стабильно до полного разряда встроенной аккумуляторной батареи.

Защищает встроенный дорогостоящий аккумулятор от выхода из строя при коротком замыкании и от полного разряда, а также позволяет отключать полностью заряженный аккумулятор от схемы в режиме дежурного хранения. Заменой стабилитрона VD1 и подбором резистора R3 его можно настроить на любое напряжение отключения, например для 12 вольтового свинцового аккумулятора минимальное напряжение не должно быть ниже 9-10 вольт. Кратковременное нажатие кнопки КН1 позволяет в режиме 8,4В подключать встроенный аккумулятор, также в режиме 8,4В аккумулятор автоматически подключается при подаче напряжения на гнездо ГН1 или раскрытии солнечной панели на солнце.

Порядок настройки

Блок стабилизаторов
Для настройки блока стабилизаторов на всякий случай отключаем солнечную панель, на гнездо ГН1 подаем напряжение от источника питания. Переключаем переключатель SA1 в положение 14В и резистором R2 устанавливаем напряжение на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора 14 вольт затем при отключенном встроенном аккумуляторе SA1 переключаем в положение 8,4В резистором R1 устанавливаем напряжение 8,4 вольта на 1 контакте разъема для внешнего аккумулятора (если используем другой встроенный аккумулятор то устанавливаем другое напряжение). Обязательно настройку начать с режима 14В! Затем подключаем разряженный встроенный аккумулятор и подбором резистора R4 (изготовлен из куска нихромовой спирали от электроплитки) устанавливаем максимальный ток заряда у меня 1-1,25А. Необходимо учитывать что на выходе для зарядки ток заряда от одной солнечной панели не будет превышать 500мА при работе в параллель двух панелей 1А, при заряде от сетевого адаптера будет достигать 1-1,25А.

На вход блока вместо аккумулятора подключаем регулируемый блок питания, устанавливаем напряжение 12-14в, на выход подключаем через резистор 1ком светодиод. Кратковременно нажимаем на кнопку КН1 светодиод должен засветится, затем плавно уменьшаем напряжение с блока питания до того момента пока не погаснет светодиод и замеряем напряжение на входе блока контроля АКБ это напряжение будет соответствовать напряжению отключения батареи. Подбором резистора R3 блока АКБ устанавливаем напряжение срабатывания защиты у меня 6,1в. Поочередно увеличивая напряжение блока питания и нажимая кнопку КН1 запускаем АКБ и уменьшая напряжение делаем замеры несколько раз убеждаясь в правильности настройки защиты. Также замыкание точек А и В между собой должно приводить к немедленному отключению АКБ независимо от напряжения на входе АКБ. Заменой стабилитрона на большее или меньшее напряжение и подбором резистора R3 можно перестроить защиту на любое напряжение.

Монтаж
Монтаж блоков выполняется на двух отдельных стеклотекстолитовых платах, детали располагаются со стороны печатного монтажа. Монтажные дорожки выполнены путем прорезания резаком из ножовочного полотна под металлическую линейку. Размеры плат позволяют использовать любые детали. Чертеж платы блока контроля АКБ приведен на рисунках №1 и №2, чертеж платы стабилизаторов на рисунках №4 и №5

Рисунок 1-3:

Рисунок 4-5:

Микросхемы стабилизаторов укреплены непосредственно на алюминиевой рамке солнечной панели через изолирующие прокладки, взятые с вышедшего из строя компьютерного блока питания. Платы и аккумуляторы приклеены на двусторонний скотч и дополнительно по контуру проклеены силиконовым термоклеем. Светодиод индикации также приклеен силиконовым термоклеем. Полевой транзистор блока АКБ припаян непосредственно к фольге платы 60 ватным паяльником.

Детали

Стабилизатор DD1 можно заменить любым регулируемым стабилизатором на 3-5А напряжение до 35 вольт например LM 317, LM117,
Стабилизатор USB 5в DD2 заменяется любым пятивольтовым на ток 2-3А например КР142ЕН5А или LM 7805,

Диоды FR156 заменимы любыми кремнеевыми диодами расчитаными на ток не менее 1,5А например FR302, FR207, CT2A05 и др.
Транзистор КТ361Е блока АКБ можно зменить на анологичный с любой буквой или на КТ3107.
блока АКБ можно зменить на любой выпаяный из старой материнской платы полевой с каналом N типа(N-Channel Enhancement Mode MOSFET), как правило мощность и ток транзисторов в материнской плате в таких корпусах не ниже 10А

Конструкция защелки «дипломата» выполнена из куска листовой пружины от ножовочного полотна по дереву или любой другой. Отверстия пробиваются пробойчиком, поскольку просверлить ее не отпуская метал не просто.

Разъемы для подключения сетевого адаптера и внешнего аккумулятора могут быть любыми но желательно с изолированными от корпуса контактами, поскольку у меня два отдельных зарядных и можно при помощи перемычек через эти разъемы соединить панели последовательно, и получить общее напряжение 28 вольт для заряда 24 вольтовых устройств. Если общий провод и один из контактов будет соединен с корпусом панели то подключить две панели последовательно будет невозможно. Для изоляции общего провода от корпуса панели микросхема DD2 изолирована через прокладку, если вы не планируете последовательного подключения встроенных аккумуляторов или используете один блок стабилизаторов для двух солнечных панелей то микросхему DD2 можно не изолировать.

Обратная сторона панелей закрыта крышками из фанеры можно использовать и пластик, от качества крышек во многом будет зависеть внешний вид «дипломата». Крышки прикручены винтами М3 с потайной головкой утопленой в фанеру, чтобы головка винта не царапала стол. В корпусах панелей для крепления крышек нарезана резьба М3

Для переноски используется плечевой капроновый ремень с карабинчиками от ученической сумки, а на корпусе зарядного укреплены петли для карабинчиков.

Вот пожалуй и все. Я думаю информации достаточно для повторения или творческой переработки для своих условий.

73! С уважением ко всем UR3ID [email protected]
Милюшин Сергей Анатольевич

Вопрос заряда аккумуляторов от солнечных батарей напрямую без контроллеров давно меня интересует, и мои тесты это пока подтверждают. Опираясь на цифры полученные из моего MPPT контроллера, на свой опыт и информацию из сети я понял что это возможно. В стандартном варианте когда на 12-ти вольтовый аккумулятор приходится по 36 солнечных элементов зарядка напрямую неэффективна, и даже опасна. И если не контролировать напряжение заряда то можно перезарядить аккумулятор вплоть до выкипания электролита и нагрева самого АКБ. Ну или с аккумулятором ничего не случится, это если у вас слабенькая солнечная панель с током в 1 ампер, а аккумулятор автомобильный 60Ач.

Точка максимальной мощности поликристаллической солнечной панели на 36 элементах зимой по данным моего контроллера составляет 85% от напряжения холостого хода. Это равняется 18.7 вольт, но в диапазоне от 17.0в до 19.5в мощность меняется не критично, и она остаётся максимально высокой. При этом такая картина остаётся даже в пасмурную погоду. Да при отсутствии солнца точка MPPT смещается ближе к 17-18 вольт, но и при 19в мощность солнечной панели всё ещё почти максимальная.

Летом в связи с перегревом солнечных батарей точка MPPT немного ниже, и пик держится на напряжении 17.3 вольта, это 79% от напряжения холостого хода. Но правда в самую жару, когда под 40 градусов в тени, смещение может доходить до 16 вольт.

Если бы наш аккумулятор был на 18 вольт, то есть не шесть, а восемь банок, то солнечную панель к нему можно было бы подключать напрямую. При этом даже в пасмурную погоду была бы зарядка ничуть не хуже чем через MPPT контроллер. И в таком варианте аккумулятор невозможно перезарядить так как с ростом напряжения от 19в и выше ток заряда будет снижаться и падать вплоть до нуля к 21 вольт. В данном случае я говорю о кальциевых автомобильных аккумуляторах.

Но таких аккумуляторов состоящих из восьми банок не бывает, да и инверторов на 18 вольт тоже нет. Но вообще если бы солнечная панель была не на 36 элементов, а на 27 элементов. То тогда без всяких MPPT контроллеров была бы максимальная эффективность заряда, так как в этом случае высокая точка максимальной мощности была бы в диапазоне от 12.0 до 13.7 вольт. А зимой поднималась бы до 14.2 вольт и даже выше. И только когда напряжение на АКБ будет подниматься выше, то ток заряда будет сам снижаться, это связано со смещением точки MPPT, и далее более подробно.

Вообще получается интересная картина, если на 27 элементов приходится АКБ 12в. Летом когда самая жара точка максимальной мощности смещается значительно ниже. И если напряжение на АКБ начинает расти выше то ток начинает падать, и уже на напряжении выше 13 вольт падение мощности очень заметно. Получается так, точка максимальной мощности в жару будет в диапазоне 12-13 вольт, и при росте напряжения на акб до 13.5 вольт ток от солнечной панели значительно снизится. А при 14 вольт ток будет уже совсем небольшой, и так как с аккумуляторов всегда берётся какая то энергия, пусть и небольшая, то напряжение на АКБ выше подниматься не будет. Плюс сам аккумулятор будет ограничивать напряжение снижая КПД заряда.

Но чтобы так было нужно чтобы ёмкость АКБ и максимальный ток от солнечных батарей были 1:10 или более. И под аккумуляторами я подразумеваю обычные автомобильные кальциевые. То есть на панель 12в 100вт с током заряда в 5.4А подойдёт аккумулятор ёмкостью 55Ач. И летом в эту самую жару от панели на 27 элементов при 14.0-14.7в на АКБ ток заряда будет всего около 1-2А, и этот ток не сможет вскипятить аккумулятор, и напряжение не будет расти далее. А с учётом небольшого потребления из акб напряжение и до 14в возможно не поднимется. Но если аккумулятор будет не заряжен то в диапазоне 12-13 вольт заряд АКБ будет максимальным от солнечной батареи, то есть максимальный ток заряда, и уменьшаться он будет сам по мере напряжения на АКБ.

С понижением температуры картина зарядки аккумулятора будет меняться. Точка MPPT будет сдвигаться вверх и при около нулевой температуре аккумулятор будет заряжаться уже до 14-14.5 вольт и только после этого начнётся значительное падение тока от солнечной батареи состоящей из 27 элементов. При этом если даже из аккумулятора ничего не будет потребляться то сам аккумулятор начнёт ограничивать рост напряжения. И если даже напряжение вырастет до 15 вольт, то ток от солнечной батареи ещё снизится и этот ток не в состоянии будет вскипятить акб и продолжить рост напряжения на нём.

В зимние морозы точка MPPT будет ещё выше, и это тоже большой плюс. Повышенное напряжение на АКБ после глубоких разрядов, когда солнца не было несколько дней скажется на последних очень хорошо. Зимой часто аккумуляторы разряжается глубоко, в вот полностью заряжаются не часто, и тут повышение напряжения до 15 вольт и даже 16 вольт будет способствовать десульфатации. Ну а понижение тока от солнечной панели не сможет вскипятить аккумулятор.

Получается идеальный балланс на круглый год, когда надо аккумулятор заряжается более полно, в зимние месяцы. А летом наоборот когда акб каждый день заряжается то его не нужно доводить до 14.7 вольт и выше.

В современных контроллерах пытаются сделать нечто подобное ступенчатым зарядом, и возможностью настройки контроллера. Но здесь при заряде напрямую от панели на 27 ячеек всё происходит само собой. Понятно что с гелевыми аккумуляторами лучше так не делать, а вот автомобильным и AGM аккумуляторам это очень понравится.

Вообще на рынке есть солнечные панели на 60 элементов, предназначены они для заряда аккумуляторов на 24 вольта. Но так как там приходится по 30 элементов на АКБ, то тут нужен обычный PWM контроллер. При этом в таком варианте даже MPPT контроллер не может дать больше чем заряд через простой PWM контроллер. Решение очень правильное, но всё же от необходимости контроллера это решение не избавляет. Зато с солнечной панели берётся почти максимальная мощность, а контроллер позволяет работать с разными типами АКБ, и PWM контроллер значительно дешевле чем MPPT.

Если же солнечные панели на 36 элементов, как у многих, и у меня в том числе, то тут можно сделать систему на 48 или 96 вольт. Если на 48 вольт то здесь четыре аккумулятора последовательно, а солнечных панелей нужно три штуки последовательно. В этом случае приходится как раз по 27 элементов на аккумулятор. Тоесть как я говорил выше получается что без всяких контроллеров можно заряжать аккумуляторы напрямую, и никак вообще не контролировать заряд АКБ. Там всё само будет происходить как надо, и с максимальным КПД.

Вообще в системе на 48 вольт одни плюсы в виде значительно меньших токов в сравнении с 12 или 24 вольта системами. Но есть такой минус как дисбаланс по напряжению в последовательно соеденённых аккумуляторах, правда и на 24 вольта тоже такая беда. Со временем этот дисбаланс усиливается и в итоге при казалось бы общем номинальном напряжении 56-60 вольт аккумуляторы заряжены, но нет. Оказывается на трёх акб уже по 14-15 вольт и они активно кипят, а на четвёртом всего 12 вольт. Потом при разряде его напряжение упадёт до 10 вольт и даже более. И вскоре вы поймёте что с аккумуляторами что то не то, не держат заряд и напряжение сильно проседает под нагрузкой.

Чтобы этого избежать придумали балансиры, и сейчас всё чаще люди их ставят. Балансиры выравнивают напряжение на аккумуляторах. Но вообще дисбаланс напряжения может произойти и в самих банках аккумулятора. Иногда бывает что умирает одна банка, и из-за неё приходится выкидывать аккумулятор. К чему я это говорю, а тому что если заряжать аккумуляторы до напряжения не выше 13.8-14.5 вольт то даже балансиры не помогут, хотя их наличие огромный плюс.

Иногда нужно аккумуляторы доводить до напряжения выше 15 вольт. При таком напряжении КПД заряда сильно снижается и начинается процесс тепловыделения, правда еле заметный при оптимальном малом токе, и процесс движения электролита. Так вот те банки в аккумуляторе, которые достигли напряжения по 2.5 вольт уже почти не заряжаются. А те банки на которых ещё по 2.1-2.3 вольта, они продолжают заряжаться и общий вольтаж постепенно выравнивается. Чем дольше аккумулятор под высоким напряжением тем лучше.

При этом нужно понимать что заряжать нужно малым током чтобы аккумулятор не закипел и не выкепал электролит, хотя водички и так нужно доливать.

Многие контроллеры этого делать не умеют. В основном в контроллерах зашиты готовые алгоритмы заряда, и вот именно они и портят АКБ. Хотя они сделаны такими чтобы можно было подключать аккумуляторы разной ёмкости, и солнечные панели, и при этом не закипятить перезарядом сами аккумуляторы. Это как бы защита от дурака. Понятно что например если у вас солнечные панели могут давать токи к примеру до 50А, а у вас там аккумулятор всего на 200Ач, то если выставить напряжение заряда в 15 вольт этот аккумулятор будет кипеть когда зарядится, и в итоге долго не проживёт. Так как нет ограничения по току то тут рекомендация уже стандартная, для гелевых не выше 13.8-14 вольт, а с жидким электролитом не выше 14.2-14.4 вольта. А вот если наоборот, большой аккумулятор и ток заряда слабенький, то тут если даже напряжение до 15 вольт поднимется то акб не закипит.

При этом в первом случае, аккумулятор при заряде до 14 вольт прослужит меньше так как после глубоких разрядов для восстановления плотности электролита напряжения 14 вольт маловато. Поэтому как бы и рекомендации не разряжать аккумуляторы глубоко.

Как пример автоматические зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Их можно гонять сутками, при этом аккумуляторы не закипают, хотя там напряжение заряда ровно 16.2 вольта, и это не случайно. Зарядное устройство повышенным напряжением заставляет кристаллы сульфата свинца растворяться, высвобождается серная кислота и растёт плотность электролита. А слабый ток заряда не даёт аккумулятору кипеть.

Ну на этом я заканчиваю, думаю смысл всего этого понятен, хотя думаю те кто не в теме вряд ли осилят. Но всёже надеюсь что это кому то было полезно и интересно. Смысл это чтобы на аккумулятор приходилось по 27 ячеек, при этом нужно чтобы ёмкость аккумулятора была в десять раз больше максимального тока от солнечной батареи, или более. Тогда при заряде напрямую сложатся идеальные условия для заряда автомобильных аккумуляторов, да впринципе и других с жидким электролитом.

Зачем это нужно спросите вы, ну во-первых это экономия на MPPT контроллере заряда, и большой плюс в надёжности так-как контроллер может сломаться. При этом отбор энергии с солнечных батарей будет не хуже с MPPT. А также так аккумуляторы будут заряжаться более правильно.

Все больше ценителей активного отдыха предпочитают проводить отпуск и уик-энды поближе к первозданной природе. Но современному человеку сложно отказаться от благ цивилизации – кто из нас не берет в путешествие мобильный телефон, ноутбук или камеру?

Но если в вашем багаже окажется зарядное устройство на солнечных батареях, проблема с питанием девайсов будет решена. Осталось только разобраться, как правильно выбрать прибор. Представленная нами статья окажет действенную помощь в прояснении всех вопросов.

Эти зарядные устройства способны преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток. Они могут работать с различными моделями навигаторов, плееров, ноутбуков, телефонов, камер и других портативных приборов.

Но время зарядки напрямую зависит от мощности самого устройства и вида разряженного девайса, поэтому, чтобы подобрать действительно практичный и универсальный прибор, стоит разобраться с его характеристиками.

Конструктивные особенности прибора

Само устройство состоит из кристаллической панели, контроллера уровня заряда/разряда и преобразователя солнечной энергии в электрическую.

Некоторые модели оснащены еще и буферным аккумулятором из нескольких литиевых элементов, который позволяет прибору не только преобразовывать, а и накапливать энергию, чтобы отдавать заряд даже в темное время суток.

Всего пару лет назад солнечные зарядные устройства были достаточно дорогими приборами, а сегодня – это массовый продукт с доступной ценой

Преимущества солнечных зарядок:

• Универсальны – адаптированы под различные устройства (на корпусе предусмотрены USB-разъемы, а большинство моделей дополнительно укомплектованы специальными переходниками под различные виды электротехники).
• Занимают мало места в дорожном багаже.
• Есть широкий выбор форм, цветов, размеров и мощности под различные нужды и эстетический вкус.

Ну а самый значимый недостаток для всех солнечных зарядок – долгое время, которое требуется им для накопления «силы». Кроме того, следует понимать, что если с питанием мобильного телефона или фотоаппарата справиться практически любая модель, то активный «поглотитель» энергии типа ноутбука уже потребует внушительной мощности солнечной батареи и емкостного аккумулятора.

Принцип работы устройства

Портативные зарядки на солнечных батареях – автономные системы, которые могут перерабатывать энергию как от лучей, так и от электросети, ламп дневного света или компьютера. Причем многим моделям необязательно наличие интенсивного солнца – они накапливают заряд даже в пасмурные дни, хотя КПД, разумеется, падает (от 20 до 70%).

Если купить устройство с возможностью подключения к электросети, можно значительно сэкономить время на накопление заряда при пасмурной погоде

Работает прибор так: кристаллы на панели поглощают солнечную энергию, преобразователь ее «перерабатывает» в электрический ток, который поступает к источнику питания. Когда к этому источнику с помощью шнура присоединяется мобильный телефон или другой прибор, накопленная энергия постепенно перетекает в разряженное устройство.

Виды солнечных зарядок

Что касается внешнего вида – здесь уже производители постарались не только разнообразить цветовую гамму и форму устройств, а и сделать девайс максимально удобным для применения в различных ситуациях. Рассмотрим самые популярные варианты.

Моноблок – компактное устройство из панели и накопителя, заключенных в твердом корпусе из металла или пластика. Такой прибор «спасет» разряженный телефон на пляже или пикнике и не займет много места в обычной сумке.

Моноблоки удобны для повседневной жизни – много места они не занимают и могут заряжаться не только от солнца, а и во время работы на ноутбуке или компьютере

Гибкая панель – тонкая складывающаяся или разворачиваемая панель с фотоэлементами. Она занимает мало места в багаже, да и весит намного меньше своего твердого конкурента, заключенного в корпус. Но, несмотря на приличную площадь «охвата», накапливают солнечный заряд почти в два раза медленней, чем моноблоки.

Кроме того, большинство панелей работает только от прямых лучей солнца, не накапливая энергию впрок – у них отсутствует встроенный аккумулятор. Впрочем, всегда можно доукомплектовать свою зарядку внешним накопителем требуемой мощности.

Так что гибкие панели – это хороший вариант для решения вопроса с подзарядкой маломощных приборов при «стационарном» отдыхе – на даче, рыбалке, с палаткой. А вот для пешего путешествия лучше присмотреть другой вариант.

Во время движения гибкую панель можно компактно сложить и поместить в багажник или прикрепить на крышу автомобиля, а на привале – просто расстелить под солнечными лучами

Встроенная зарядка – устройство состоит из , которые крепятся к внешней стороне сумок или туристических рюкзаков. Они позволяют подзаряжать приборы прямо во время пути или накапливать заряд во встроенном аккумуляторе.

А еще такой аксессуар можно использовать по прямому назначению – для переноса любых предметов или той же электроники, что очень удобно для тех, кто увлекается пешим туризмом или работает под открытым небом.

Хотя «энергорюкзаки» выглядят привлекательно и стильно, но с таким же успехом можно временно прикрепить на сумку и любой другой вид зарядки (многие модели даже оснащены специальными карабинами) и не волноваться за сохранность устройства во время дождя или чистки

Раскладушки – это могут быть как несколько гибких панелей, компактно сложенных «стопкой», так и вариация из двух моноблоков, заключенных в жесткий корпус в форме раскрывающейся книжки.

Главная цель такого устройства – минимизировать «захват» полезной площади в объеме вашего багажа и увеличить КПД за счет большего количества фотоэлементов. Приятный бонус – большинство моделей комплектуются креплениями на рюкзак или автомобильное стекло.

Размер «раскладушки» можно подобрать исходя из ваших потребностей: чтобы заряжать мобильный, достаточно устройства размером с сам телефон, а вот для ноутбуков и планшетов панель даже в сложенном состоянии будет не меньше листа А5

Но вне зависимости от дизайна, все солнечные зарядки работают по одинаковому принципу, поэтому рассмотрим важные технические нюансы, которые помогут при покупке прибора.

Как выбрать подходящий вариант?

Для начала стоит определиться с количеством и видами приборов, которые вы планируете заряжать от солнечной зарядки. От этих параметров зависит мощность устройства и тип выходного порта.

Если на устройстве предусмотрено несколько USB портов, можно одновременно подключать и заряжать различные приборы, главное, чтобы позволяла мощность батареи

Характеристики различных девайсов можно уточнить, заглянув в инструкцию по их эксплуатации, а в некоторых приборах рабочее напряжение указано и на ЗУ, которое входит в комплект, поэтому сориентироваться будет несложно. В крайнем случае, нужный переходник всегда можно докупить.

Основные параметры и приятные дополнения

От характеристики зарядного тока зависит время, которое понадобится устройству для подпитки различных девайсов. Этот показатель измеряется в амперах и указан на портах прибора.

Значения:

• 1 ампер – предназначен для мобильных телефонов, электронных сигарет, часов, плееров.
• 2 ампера – подходит для планшетов, смартфонов, цифровых фотоаппаратов и видео-камер.
• 2,5-3 ампера – справится с зарядкой нетбуков и ноутбуков.

Также важно знать и напряжение на выходе, ведь заряжаемые приборы могут по мощности превосходить возможности солнечной зарядки. Так, для большинства телефонов и простых планшетов потребуется выход в 5 вольт, для цифровых камер и игровых гаджетов – 9, а для ноутбуков и автомобильных холодильников – 12-24.

Но все же главная характеристика зарядного устройства – мощность солнечной панели. От этого показателя напрямую зависит время зарядки батареи. А здесь все упирается в характеристики светоулавливающих панелей.

К примеру, у элементов с мощностью 5 W (стандартный бюджетный вариант) будет ток 900 ma часов, а у 10 W – 1500 ma. То есть, чтобы зарядить телефон от солнечной зарядки в 5 W, понадобится 2-3 часа, а вот панель мощностью 10 W справится и за полтора.

Для мощных устройств типа игровых планшетов и ноутбуков лучше покупать складные модели из нескольких панелей, которые быстро генерируют заряд

Кроме того, устройства с панелями, мощность которых не превышает 2 W, используются только для накопления заряда встроенного аккумулятора. А чтобы напрямую заряжать приборы от солнечных лучей, нужны панели с мощностью 3 W и больше.

Другие важные параметры:

1. Наличие аккумулятора – если в устройстве не предусмотрен накопитель, работать оно сможет только во время нахождения на освещенном месте. Приборы же с аккумуляторами способны отдавать заряд в любое время суток, а также заряжаться от других источников – USB-порта ноутбука или розетки с подключением к 220V.
2. Тип фотоэлементов – считается, что эффективней поглощают солнечные лучи монокристаллы (их КПД на уровне 13-18%). У поликристаллов этот показатель ниже – около 10-12%. Различить их можно даже невооруженным взглядом – поликристаллические панели имеют темно-синий оттенок, а их конкуренты – черный.
3. Интерфейс – универсальные зарядки от солнца оснащены информативными USB, где можно выбрать нужный вариант в зависимости от типа разряженного устройства. Некоторые приборы оснащены и индикатором интенсивности солнечных лучей, которые помогут определить оптимальное местоположение для быстрого заряда.
4. Защита – априори на всех устройствах предусмотрена система безопасности, позволяющая их эксплуатацию на природе. Но для любителей экстремальных приключений стоит поискать прибор с усиленной защитой от дождя, пыли, грязи, ударов и других форс-мажоров.

Дополнительные возможности чаще всего представлены функцией «фонарь» или «светильник». Это может быть актуально не только для любителей отдыха на природе, а и для автомобилистов – при замене колеса или ремонте на ночной дороге яркий свет станет незаменимым помощником.

Из других бонусов производители могут предложить USB-хаб или точку Wi-Fi. Но, разумеется, любые дополнения значительно увеличивают конечную стоимость продукта. А так ли они нужны – решать вам.

Устройства с встроенным аккумулятором перед первой эксплуатацией нужно полностью зарядить, причем не на солнце, а от электросети. Затем подключите к ЗУ какой-либо прибор, чтобы он принял энергию и разрядил накопитель.

После этого панель можно подставлять под лучи и компенсировать потерянный заряд. Для моделей, работающих напрямую от солнца, это правило не работает – их можно сразу устанавливать на освещенные участки и подключать приборы.

Большинство солнечных зарядок предназначены для эксплуатации в температурном режиме от – 20 до + 45 градусов, но есть и специальные модели, работающие в условиях экстремального климата, только их изготавливают под заказ

Чтобы максимально повысить КПД солнечной зарядки, рекомендуем следующее:

1. Располагайте прибор так, чтобы лучи падали на панель под прямым углом. Даже если солнце не стоит в зените, можно придать зарядке правильное положение, приподняв под углом в 40 градусов с помощью какой-нибудь подпорки. Так вы сможете собрать заряда на 20-30 % больше, чем если горизонтально положите панель на освещенное место.
2. Используйте устройство вместе с накопителем, причем не только на привалах, а и во время поездки на авто или в походе. Такой тандем сможет собрать энергию для 2-3 зарядок телефона даже в пасмурную погоду без прямых солнечных лучей.
3. Учитывайте, что в большинстве раскладных приборов панели подключены последовательно, поэтому важно, чтобы все элементы были равномерно освещены. Например, даже если тень закроет всего лишь половину первой из четырех панелей, мощность батареи упадет в два раза.
4. Чтобы аккумуляторы большой емкости вышли на заявленные параметры, их рекомендуют «разогнать» – полностью разрядить, затем зарядить до 100%. И так 3-4 раза.
5. На время длительного перерыва в работе (месяц и больше) храните ЗУ при комнатной температуре. Если это прибор со встроенным аккумулятором, его предварительно нужно зарядить до 50-70 %.

И последний совет – даже если зарядка стала хуже работать или совсем вышла из строя, не разбирайте ее самостоятельно, чтобы не повредить элементы системы и сам корпус. Разобранное устройство автоматически снимается с гарантии, поэтому лучше обратиться в авторизированный сервисный центр или к поставщику.

Как сделать зарядное устройство своими руками?

Хотя современные зарядки уже перестали быть приборами премиум-класса и вполне доступны по цене рядовому потребителю, если хочется сэкономить, всегда есть возможность изготовить такой девайс самому.

Пример самодельного устройства в жестком корпусе из металлической банки, оснащенного USB-разъемом и преобразователем энергии для зарядки маломощных приборов

Чтобы сделать простое солнечное ЗУ нужно приобрести несколько основных элементов:

• поли- или монокристаллическую панель;
• держатель для аккумуляторов;
• блокирующий диод Шоттки;
• гнездо для разъема;
• контроллер заряда (впрочем, если зарядка будет вырабатывать 0,5-5В можно использовать вместо контроллера более дешевый повышающий преобразователь на 5В).

Что касается самой панели, здесь нужно сделать небольшой расчет количества элементов, исходя из мощностей прибора, который планируется заряжать.

Например, если ток заряда для аккумулятора составит около 10% его емкости, то для зарядки в 20 000 мА нужен ток 2А, и для питания прибора понадобится около 14 часов. Если же увеличить ток вдвое до 4А, время на подзарядку сократится до 7 часов.

Замена контроллера на преобразователь позволит собрать ЗУ даже с помощью маломощной батареи от солнечного газонного фонаря – все равно на выходе получим требуемые 5В (правда, заряжаться оно будет долго)

В зависимости от параметров тока для будущей зарядки (2 или 4А) выбираются и кристаллические элементы. Обычно, 1 деталь вырабатывает около 0,5В, то есть чтобы получить хотя бы 5В понадобится 10-12 элементов.

Затем их нужно последовательно спаять между собой. Если же используется панель от фонарика, то даже стандартная 70*70 см может выдавать от 2,5 до 4,5В, поэтому лучше проверить вольтметром.

Завершающий этап – заключить самодельную зарядку в любой подходящий каркас (подойдет даже банка из-под конфет) и оснастить USB-разъемом. Затем к разъему нужно припаять блокирующий диод, а также провода от солнечной панели к преобразователю и держателю согласно нижеприведенной схеме.

Диод Шотки необходим, чтобы при включении устройства аккумуляторы не разряжались через солнечную батарею. Приобрести его можно, как и другие составляющие, на радиорынках или в интернете

Осталось проверить работу устройства на солнце с любым разряженным девайсом. Если все в порядке, можно использовать соответствующие переходники и заряжать различные приборы.

С правилами подбора солнечных батарей для обустройства частного дома или дачи ознакомит , посвященная этому интересному вопросу.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы получить визуальное представление о солнечных зарядных устройствах и принципах их работы, предлагаем посмотреть нашу подборку видеоматериалов:

Практические советы и подсказки, как выбрать зарядку для различных устройств. Заглянуть внутрь и изучить схему моноблока можно вместе с автором этого видеоролика:

Как собрать зарядное устройство, работающее от солнечных лучей своими руками:

Спасибо техническому прогрессу и светлым головам изобретателей, которые сделали доступной энергию солнца для рядовых пользователей. Благодаря таким зарядным устройствам можно не беспокоиться о том, что на отдыхе в нужный момент вы останетесь без связи с цивилизацией.

Ну, а если с подбором девайса возникли сложности, всегда можно обратиться за консультацией к профессионалам, разбирающимся в электрике.

Расскажите о том, как использовали солнечную зарядку в походных условиях, на пикнике или в дороге. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь впечатлениями и полезными сведениями по теме, публикуйте фотоснимки.

Автономные системы электроснабжения загородных объектов позволяют жить в комфорте даже вдалеке от централизованных коммуникаций. Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на использовании энергии солнца.

Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.

Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.

Рассмотрим, как устроена и работает гелиосистема для загородного дома. Главное ее назначение – преобразовать энергию солнца в электричество 220 В, которое является основным источником питания для домашних электроприборов.

Основные части, из которых состоит СЭС:

1. Батареи (панели), преобразующие солнечное излучение в ток постоянного напряжения.
2. Контроллер, регулирующий заряд АКБ.
3. Блок аккумуляторных батарей.
4. Инвертор, преобразующий напряжение АКБ в 220 В.

Конструкция батареи продумана таким образом, что позволяет оборудованию функционировать в различных погодных условиях, при температуре от -35ºС до +80ºС.

Выходит, что правильно установленные будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии – в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. В пасмурную эффективность работы резко снижается.

Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Чаще гелиосистема рассматривается как дополнительный или резервный источник электроэнергии

Вес одной батареи на 300 Вт равен 20 кг. Чаще всего панели монтируют на крышу, фасад или специальные стойки, установленные рядом с домом. Необходимые условия: разворот плоскости в сторону солнца и оптимальный наклон (в среднем 45° к поверхности земли), обеспечивающий перпендикулярное падение солнечных лучей.

При возможности устанавливают трекер, отслеживающий движение солнца и регулирующий положение панелей.

Верхняя плоскость батарей защищена закаленным противоударным стеклом, которое легко выдерживает удары града или тяжелые снежные наносы. Однако необходимо следить за целостностью покрытия, иначе поврежденные кремниевые пластины (фотоэлементы) перестанут работать

Контроллер выполняет насколько функций. Кроме основной – автоматической регулировки заряда АКБ, регулирует подачу энергии от солнечных батарей, предохраняя тем самым аккумулятор от полной разрядки.

При полном заряде контроллер автоматически отключает АКБ от системы. Современные устройства оборудованы панелью управления с дисплеем, показывающим напряжение батарей.

Для самодельных гелиосистем лучшим выбором являются гелевые аккумуляторы, отличающиеся сроком бесперебойного функционирования 10-12 лет. После 10-летней работы их емкость уменьшается примерно на 15-25 %. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

Зимой или в пасмурную погоду панели также продолжают работать (если их регулярно очищать от снега), но выработка энергии снижается в 5-10 раз

Стоит знать, что бытовые электростанции способны обслуживать постоянно работающий холодильник, периодически запускаемый погружной насос, телевизор, систему освещения. Чтобы обеспечить энергией функционирование котла или даже микроволновки, потребуется более мощное и очень дорогое оборудование.

Простейшая схема солнечной электростанции, включающая главные составные элементы. Каждый из них выполняет свою функцию, без которой работа СЭС невозможна

Существуют и другие, более сложные , однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.

Шаги подключения батарей к оборудованию СЭС

Подключение происходит поэтапно, обычно в следующем порядке: сначала соединяют контроллер с аккумулятором, затем контроллер с солнечными панелями, затем аккумулятор с инвертором, и уже в последнюю очередь делают разводку по потребителям.

Этап #1: подключение к аккумулятору

Аккумуляторы занимают в сети четко определенное место. Они подключены к солнечным панелям не напрямую, а через контроллер, который регулирует их загрузку/разгрузку. С другой стороны аккумуляторный блок подсоединяют к инвертору, преобразующему ток.

Таким образом, схема подключения к аккумулятору выглядит так:

• производим соединение аккумулятор/контроллер (затем контроллер/солнечные батареи);
• соединяем аккумулятор и инвертор.

Возможны и другие варианты подключения, но данный является оптимальным, так как сохраняет незатраченную энергию, а при необходимости отдает ее потребителям.

Существует два варианта приобретения аккумуляторов: в составе полностью готовой к установке солнечной электростанции или отдельно, по заданным параметрам. Недорогой китайский комплект стоит не более 2000 рублей

Если одного аккумулятора недостаточно, приобретают несколько батарей с одинаковыми характеристиками. Их устанавливают в одном месте и подключают последовательно.

Для удобства использования и обслуживания блоки устанавливают на металлическом стеллаже с полимерным покрытием.

Рассмотрим, как аккумулятор подключается к контроллеру и инвертору.

Галерея изображений

Следующий шаг – подключение контроллера к солнечным панелям, а аккумуляторного блока – к инвертору.

Этап #2: подключение к контроллеру

Рассмотрим вариант, который часто используют на практике владельцы загородных домов. Они заказывают недорогое оборудование производства КНР на одной из интернет-площадок.

Бюджетный контроллер с минимальным количеством настроек, оснащенный тремя парами клемм, способный обслужить блок солнечных батарей мощностью 150 Вт. Стоимость – 1300 рублей

Подключение происходит в следующем порядке:

• Сначала к контроллеру подключают блок аккумуляторных батарей. Это производится намеренно, чтобы проверить, как прибор выявит номинальное напряжение сети (стандартные значения – 12 В, 24 В). При соединении с АКБ используют первую пару клемм.
• Затем присоединяют непосредственно солнечные панели , используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера – вторую пару клемм.
• В последнюю очередь устанавливают оборудование для ночного освещени я – именно для этого и предназначена третья пара клемм. Кроме низковольтного освещения, которое действует исключительно после наступления темноты и запитывается от АКБ, другое оборудование использовать нельзя.

При любом виде подключения необходимо следить за полярностью.

Несоблюдение полярности приводит к мгновенной поломке контроллера, а также выходу из строя деталей солнечных панелей.

После подключения контроллера к аккумулятору и панелям присоединяем инвертор и, при необходимости, низковольтные осветительные приборы.

Место установки инвертора в системе солнечной электростанции – между аккумуляторным блоком и потребителями энергии, то есть домашними бытовыми устройствами, приборами освещения и др. (+)

Приобретается прибор так же, как и остальные части гелиосистемы: в составе комплекта СЭС или отдельно.

Порядок действий при подключении инвертора к аккумулятору:

Галерея изображений

Достаем из коробки прибор, проверяем его на целостность, снимаем защитные пленки. Изучаем инструкцию, чтобы не наделать ошибок при подключении

Вместе с прибором в комплекте обязательно присутствуют 2 провода со специальными клеммами и «крокодилами» для подключения его к аккумулятору.

Специальный кабель, которым укомплектован инвертор, устанавливается очень легко: клеммы надеваются на контакты прибора и закрепляются пластиковыми завинчивающимися крышками

Подключение к аккумулятору происходит также очень просто: два специальных зажима фиксируем на контактах АКБ, соблюдая полярность – плюс к плюсу, минус к минусу

Если вы ранее не занимались установкой солнечных электростанций, рекомендуем приобретать не отдельные приборы, а систему в комплекте.

Преимущество готовой для монтажа системы – в соответствии параметров оборудования (правильно подобранные по мощности аккумуляторы, необходимое количество солнечных панелей, набор проводов для быстрого подключения).

Логично, что совместимые по емкости, напряжению и мощности приборы будут намного эффективнее преобразовывать солнечную энергию и обеспечивать дом электричеством. Фактически бесплатную “зеленую энергию” можно использовать с системах отопления

Видео #3. Обзор одного из вариантов домашней установки:

Использование альтернативной энергии для нужд человечества – это действительно большой технологический скачок. Сегодня каждый домовладелец может самостоятельно собрать и подключить солнечную электростанцию, питающую дом электричеством. С учетом окупаемости и экологической чистоты это практичное и результативное решение.

Хотите рассказать о том, как собрали небольшую солнечную электростанцию собственными руками? Есть интересные факты и полезные сведения по теме статьи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, мнением и тематическими фотоснимками.