Ключевые компоненты автономной солнечной энергетической системы

Солнечные дни полезны не только для вашего загара: используя солнечную энергию, вы можете сократить расходы на электроэнергию и дать себе возможность оставаться на связи, даже когда вы отключены от сети.

Несмотря на то, насколько устрашающей кажется солнечная энергия, с некоторыми базовыми знаниями о том, что делают различные компоненты и как безопасно настроить систему, отключение от сети может быть несложным!

Безопасность прежде всего

При строительстве солнечной батареи вы будете работать с очень высоким напряжением, и очень важно соблюдать надлежащие правила безопасности. Вот четыре основных правила безопасности, которых следует придерживаться:

1. Всегда используйте более толстую проволоку, чем вам нужно.
2. Всегда подключайте предохранители к вашей цепи, особенно между панелями и батареей.
3. Всегда используйте контроллер заряда, который может справиться с огромной мощностью, вырабатываемой вашими солнечными панелями.
4. Всегда нанимайте профессионала, если вам неудобно работать с высоким напряжением.

Основы

Компоненты автономной электрической системы можно разделить на четыре категории: источники, накопители, соединения и нагрузки.

Источники: Это источник электричества - в нашем случае сами солнечные батареи.

Место хранения: Эти компоненты хранят электроэнергию для дальнейшего использования. Солнечные системы используют группу батарей глубокого разряда, соединенных последовательно, известную как аккумуляторная батарея.

Подключения: Они состоят из частей, которые связывают систему вместе, таких как провода, контроллеры заряда и предохранители. С точки зрения безопасности, соединения - это область, которая, скорее всего, вызовет проблемы в будущем, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности.

Нагрузки: Это конечная цель; любое оборудование, использующее электричество, является нагрузкой. Сюда входят силовые инверторы для наших устройств на 120 В, а также для любых устройств на 12 В, которые мы можем использовать.

Производство энергии с помощью солнечных батарей

Солнечные панели работают, преобразуя энергию солнца в электричество постоянного тока, которое можно использовать. Затем этот постоянный ток хранится в батареях и используется для питания наших устройств.

Когда солнечные лучи сталкиваются с фотоэлектрическими элементами солнечных панелей, энергия передается электронам внутри. Эти возбужденные электроны затем перемещаются по цепи солнечной панели от отрицательного к положительному полюсу, заряжая наши батареи и поддерживая свет.

Солнечные панели обычно бывают двух видов, в зависимости от молекулярного состава их фотоэлектрических элементов: черные монокристаллические и синие поликристаллические.

В общем, панели Mono более эффективны и более дороги. Панели Poly могут стать хорошим бюджетным выбором; однако может потребоваться больше панелей Poly, чтобы получить такую ​​же выходную мощность, генерируемую меньшим количеством панелей Mono. Если вы работаете с ограниченным пространством, например, на крыше дома на колесах, вам подойдут панели Mono.

Связанный: Потрясающие гаджеты на солнечных батареях, которые должен использовать каждый дом

Хранение энергии с помощью батарейного блока

Есть много, много разных типов батарей; их так много, что выбор идеальных для вашей аккумуляторной батареи может быть немного сложным. Чтобы немного упростить ситуацию, при выборе батарей помните об этих двух правилах:

1. Всегда используйте батареи глубокого разряда - они предназначены для стабильной разрядки и поддержания своей выходной мощности. Использование аккумуляторов мелкого цикла, таких как автомобильные, сокращает срок службы аккумуляторной батареи.
2. Батареи глубокого разряда обычно могут быть разряжены только до половины своей полной емкости, прежде чем потребуется перезарядка. Рассматривая потребность в батарее, посмотрите на свое ежедневное энергопотребление и умножьте его на два.

Помимо этих двух золотых правил, выбор батарей больше всего зависит от бюджета. В частности, если вы предпочитаете заплатить больше за более эффективный и долговечный литиевый аккумуляторный блок или приступить к работе за меньшие деньги, используя свинцово-кислотный аккумуляторный блок.

Установление связей

Прежде чем собирать какие-либо части, нам нужно знать правильную толщину провода, силу тока предохранителей и максимальную мощность нашего контроллера заряда. Невозможно провести парад по новому мосту, не выяснив, какой вес он может выдержать; та же концепция здесь.

Безопасная толщина провода зависит от того, сколько тока будет проходить по нему в данный момент времени, а также от фактической необходимой длины провода. Слишком тонкая проволока может расплавиться, что приведет к возгоранию электрического тока.

Чтобы рассчитать надлежащую толщину или калибр используемой проволоки, по умолчанию используется калькулятор калибра проволоки, а затем увеличьте калибр на один или два. Обратите внимание на то, что калибры проводов расположены наоборот: для большего калибра используются меньшие числа, и наоборот. Итак, если вы рассчитываете, что безопасный калибр равен 10, используйте провод 8-го калибра.

Определить безопасную силу тока предохранителя намного проще, чем рассчитать безопасный калибр провода. Просто разделите максимальную мощность (P) цепи в ваттах на проходящее через нее напряжение (V), чтобы получить ток (I) в амперах. Это основное уравнение физики, известное как закон Ома:

Контроллеры заряда регулируют скорость заряда, поступающего в аккумуляторную батарею от солнечных панелей, для обеспечения безопасной работы. На этих устройствах будет указана максимальная потребляемая мощность. Если вы используете солнечную батарею мощностью 400 Вт, вам потребуется минимальная номинальная мощность вашего контроллера заряда 400 Вт.

Связанный: Нужны ли устройства защиты от перенапряжения?

Питание ваших устройств

Солнечные батареи вырабатывают электроэнергию в виде 12 В постоянного тока. Хотя 12 В подходит для питания фонарей, зарядки наших телефонов или запуска вентиляторов, это действительно вызывает проблему: почти все, что мы используем в наших домах, питается от 120 В переменного тока (переменного тока). Примечание: это сетевое напряжение отличается в некоторых странах, поэтому проверьте его еще раз.

Чтобы решить эту проблему, мы используем инвертор. Инверторы работают путем преобразования 12 В постоянного тока в 120 В переменного тока и бывают двух разновидностей: чистой синусоидальной волны или модифицированной синусоидальной волны. Практически во всех случаях можно использовать чистый синус, особенно при использовании тонкого электрического оборудования, такого как компьютеры или игровые приставки.

Связанный: В чем разница между переменным и постоянным током и как их преобразовать

Создание солнечной энергетической системы

Источники, хранилище, соединения и нагрузки: это элементы, которые образуют автономную солнечную систему. Проявив должную осторожность и выполнив несколько простых расчетов, вы сможете безопасно построить надежный источник электричества, чтобы сократить ваши счета за электричество и держать вас на связи, независимо от того, где вы являются.

Как бытовые комплекты солнечной энергии могут поддерживать вас в сети во время перебоев в работе

В то время как генераторы, работающие на ископаемом топливе, хорошо известны, этого нельзя сказать о бытовых солнечных установках. Предлагаются тысячи продуктов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Какие из них вам подходят?

Читать далее

Об авторе