Про опыты с контроллерами солнечных панелей.
Ежели вы продвинутый в технических вопросах автотурист и у вас есть в машине солнечная электростанция с панелью такого размера, что может в некоторых случаях закипятить вам аккумуляторы, то нужно иметь какое-то устройство, которое будет ограничивать ток, выдаваемый солнечной панелькой после того как аккумуляторы зарядились.
Такое устройство называется контроллер заряда и купить его можно, в принципе, на каждом углу. (Это если самому делать лень 🙂 )
Мы как-то начали делать продвинутый контроллер, но пока бросили — некогда. Поэтому пользуемся по работе китайскими.
Ну и когда я себе сделал на крышу большую солнечную панель я решил что есть риск что летом такая панель закипятит даже 200Ач аккум и даже оба аккума 200Ач и 90 Ач она закипятит.
Поэтому недолго думая поставил первый попавшийся под руку контроллер.
Вот такой
.
Простоял он не менее года и был я чота не очень доволен его работой, мне казалось он не полностью раскрывает потенциал солнечной панели.
Забегая вперед скажу, что мои подозрения оправдались, и вскрытие показало что этот контроллер фигня полная.
Так вот, сегодня у меня наконец-то дошли руки поставить более другой контроллер, правда той же торговой марки — епсолар.
Контроллер чуть более продвинутый, у него есть даже выносной мониторчик, который я установил в салоне
, протянув витую пару на крышу — к месту установки контроллера.
Воткнул в него витую пару
и он сразу показал
напряжение на входе
, выдаваемое солнечной панелькой.
Контроллер более продвинутый потому что в нем можно установить не только тип АКБ, но и ее
емкость в Ач
и он т.н. MPPT -типа. Т.е. типа круче предыдущего 🙂
.
Ну и кроме того там есть два таймера для отключаемой нагрузки, но мне такое вроде ни за чем не надо, поэтому отнесем это к виртуальным преимуществам.
Короче говоря, в данном контроллере по нормальному уже сделана схема зарядки и он сразу же начал дальше заряжать уже якобы заряженный предыдущим контроллером АКБ, вливая туда
около 3 А тока
Теперь буду наблюдать как будет себя чувствовать вся эта богадельня при реальной эксплуатации, и если чо выясню интересного — напишу.
ну а по поводу почему старый контроллер говно — вот
вид спереди 
вид сзади
как видим, там нет даже дросселя ни одного. то есть, он тупо импульсами хреначит в сеть 🙂 чота типа ШИМа 🙂 — поэтому на нем написано PWM 🙂
поэтому и наводки от него были некислые на некоторые типы оборудования 🙂
Короче чо, если будете мутить контроллер заряда — пвм не ставьте, не рулит 🙂
рулит или не рулит мппт — думаю скоро станет понятно.
Если не рулит, тада будем дальше делать собственный, чтоб он даже ночью под луной заряжать умел 🙂
Солнечная система в автодоме. Выбор солнечной панели, PWM или MPPT контроллера, крепление, стоимость. Электросистема автодома ч.2
Всем привет, в этой статье мы продолжаем разбираться с постройкой электросистемы в самодельном автодоме и темой сегодняшней статьи будут солнечные панели и контроллеры.
В прошлой статье мы коснулись выбора дополнительного аккумулятора для автодома. Напомню что итогом видео стало понимание, что лучшими вариантами будут современные литиевые батареи типа LiFePo4 либо устаревшие и неэффективные, но простые в использовании батареи AGM/GEL. И так же я показал вам простейшие варианты их подключения к автомобилю и зарядки их от генератора, что в итоге дало нам вполне работоспособную базовую версию автономной энергосистемы для автодома.
Но что если нам хочется заряжать батареи не только во время езды, но и во время стоянки? Тут на помощь приходят солнечные панели.
Виды солнечных панелей
Существует довольно много технологий, на основе которых производят солнечные модули, но наиболее популярны на сегодняшний день варианты на основе кремния. На нашем рынке чаще всего можно встретить монокристаллические и поликристаллические солнечные модули.
Моно и поликристаллические панели не сильно отличаются друг от друга. Обычно монокристаллическая панель будет немного дороже и немного эффективнее своего конкурента, но это сильно зависит от условий использования, погоды на улице и других факторов. Так что в целом можно использовать и тот и другой вариант.
По конструкции солнечные панели могут быть жесткие, где солнечные элементы закрыты сверху стеклом и окружены металической рамкой, и гибкие, которые представляют из себя толстый слой пластика, принимающего форму поверхности на которой он расположен.
Гибкие панели могут вам пригодится, если необходимо закрепить панель максимально близко к крыше или установить ее там, где поставить обычную жесткую панель не получится.
Но в остальных случаях их лучше не применять, так как гибкая панель стоит в полтора-два раза дороже, имеет меньший срок службы и может потрескаться при неаккуратном использовании и монтаже.
К тому же между крышей автомобиля и панелью лучше оставлять небольшой зазор для вентиляции, что в случае гибких панелей проблематично. А это нужно для охлаждения панели, так как при сильном нагреве их эффективность падает.
Количество энергии с панели
В среднем можно ожидать примерно 150Вт энергии с одного квадратного метра приличной панели. Это некие максимальные показатели при идеальных условиях, в реальной жизни же эта цифра будет обычно гораздо меньше.
Если на панели указано, что она может выдать мощность 100Вт — это вовсе не значит, что вы получите от нее такую энергию как только солнце появилось на горизонте. Много факторов влияют на итоговый результат.
В первую очередь конечно прямой доступ солнечных лучей на вашу панель. Если солнце закрыто облаками или вы стоите в тени под деревом то эффективность падает сразу очень сильно, до половины мощности и ниже.
Сюда же можно отнести и загрязненность самих панелей. Смывать с них пылинки каждый день смысла нет, но иногда протирать стоит.
Так же результат зависит от угла падения солнечных лучей на панель. Если солнце находится в зените прямо над вами — угол падения лучей около 90 градусов и эффективность максимальна. Но если солнце где-то у горизонта и угол градусов 30 то и количество получаемой энергии сильно уменьшится.
По этой причине некоторые путешественники делают на крыше специальный механизм, позволяющий выставить панели более оптимально к солнцу. Либо просто снимают и выставляют их около автомобиля. Это не очень удобно, но энергии вы получите действительно больше.
И по этой же причине эффективность панелей сильно падает в зимний период. Кроме того, что светлый день зимой довольно короткий, солнце еще и совершает свой путь где-то сбоку у горизонта, почти не поднимаясь на высоту.
Так что для зимний путешествий панелей нужно раза в два больше чем для таких же летних.
У солнечных панелей всего два основных параметра — мощность, в ваттах и напряжение в вольтах. Мощность это понятно некое значение, которое панель может отдать в идеальных условиях, а вот напряжение бывает как 12В так и 24 и даже 48В, и не обязательно должно совпадать с напряжением вашей электросистемы в доме. Какое выбрать я расскажу чуть дальше. Панели очевидно не боятся дождя и снега, ведь именно для жизни на улице их делали. Кроме того классические, не гибкие панели покрыты толстым каленым стеклом с довольно высокой прочностью и оно без проблем выдержит небольшой град, камень или удар ветки. Без экстрима конечно, но и волноваться слишком сильно не стоит.
Бывает еще «гибридный» тип панелей — когда рамка у панели жесткая из алюминия, но покрыты они сверху не стеклом, а пластиком. Это дает преемущество по весу, но пластиковое покрытие быстрее изнашивается и менее прочное, чем стеклянное.
Выбор солнечного контроллера PWM или MPPT
Панель нельзя подключать непосредственно к аккумуляторам, ее напряжение постоянно плавает и может повредить батарею и вашу электросеть. Вместо этого надо использовать специальный контроллер заряда от солнечных панелей. Они бывают двух основных видов PWM и MPPT.
1 750 ₽
5 844 ₽
3 090 ₽
22 747 ₽
Первый контроллер самый примитивный — он просто берет энергию поступающую с панелей и обрезает избыточный вольтаж отправляя то что осталось дальше в аккумуляторы. По ходу этого процесса мы теряем не только вольтаж но и часть энергии от панелей. Иногда до 20-40%. К тому же такой контроллер требует чтобы вольтаж ваших аккумуляторов и солнечных панелей совпадал. То есть если вы используете аккумулятор 12В то и панель тоже должна быть 12В. Если ваша система в автодоме 24В, то и солнечные панели тоже 24В. В целом такой тип контроллеров не очень эффективен, и я не советую его применять.
Вместо него существуют более продвинутые контроллеры типа MPPT. Получая энергию с солнечных панелей они не отрезают избыточный вольтаж, а переводят его в полезную энергию и потери этом минимальны — всего 5-10%.
К тому же он снимает ограничения на вольтаж солнечных панелей и вне зависимости от того, какую систему вы выбрали для автодома — панели могут быть и 12В и 24 и больше. Это может дать преимущество в период слабой освещенности, например рано утром или в пасмурную погоду. В этом случае панели еле работают и силы 12В-ой панели может не хватить, чтобы начать заряд аккумуляторов. А вот если поставить панель в 24В то это в комбинации с MPPT контроллером позволит начать заряд аккумуляторов раньше.
Еще MPPT контроллер позволяет подключать панели последовательно друг к другу, если их несколько, чтобы увеличить итоговый вольтаж.
К тому же это еще и снизит силу тока идущего по проводам, а значит будет меньше потерь и потребуются провода меньшего сечения. Про провода в третей части еще поговорим.
Выбирать контроллер нужно исходя из типа АКБ (а точнее, если у вас литиевая батарея убедиться, что контроллер такие поддерживает) и орентируясь на мощность солнечных панелей. Контроллеры маркируются по силе тока, которую они могут пропустить к аккумулятору с панелей. Например 20А, 40А, 80А и т.д. Посчитать не сложно — надо просто разделить вольтаж вашей электросистемы (обычно 12В) на суммарную мощность панелей.
Например если у вас панель 200Вт то вам нужен конртроллер 200/12 = 16.6А (ближайший существующий — 20А). А если у вас набор панелей на 600Вт то уже надо 600/12 = 50А контроллер.
Схема подключения
Так-так, я понимаю пошло немного сложновато, но давайте не расходимся. В целом, если вы не очень понимаете что происходит, я вам простой рецепт дам — берете панель на 200Вт и 24В и недорогой контроллер MPPT (на 20А и более), подключается там все очень просто. Плюс и минус от панелей в контроллер и плюс и минус из контроллера к вашим аккумулятором, вот и все.
И для начала этого вполне хватит, а дальше вы сможете и панелей больше поставить и контроллер при необходимости заменить на более мощный. Главное запомните одно — подключать все ваши потребители надо к аккумуляторам а не к контроллеру или солнечным панелям. В принципе это все что вам надо знать по этому поводу для старта.
Стоимость
Приличная панель на 200Вт будет стоить около 9-10 тысяч рублей, а контроллер около шести.
Тонкости выбора контроллера заряда аккумулятора
Не редко, при подборе контроллера для солнечной фотоэлектрической системы пользователи совершают ошибки, носящие порой принципиальный характер. Ошибки эти совершают, в том числе и люди, имеющие соответствующее образование, либо теоретически подкованные, не обратившие внимание на некоторые важные нюансы.
Самые часты ошибки при расчёте контроллера заряда аккумулятора
Казалось бы, очень просто подобрать контроллер заряда аккумулятора – просто делим мощность солнечных батарей на напряжение системы и получаем значение номинального тока. Тем не менее, довольно часто клиенты берут за основу значение номинального тока солнечной батареи. Все это верно для ШИМ контроллера, у которого напряжение, равно как и ток, солнечной батареи и аккумулятора равны, но у MPPT это не так (о разнице ШИМ и МРРТ технологий читайте здесь). Как правило, в системе с MPPT контроллером ток в цепи аккумулятора в 1.5 – 2 раза больше тока солнечной батареи, поэтому крайне важно подбирать контроллер в соответствии с током именно аккумуляторной батареи.
В качестве входного напряжения солнечного контроллера следует понимать именно напряжение холостого хода солнечной батареи, никак не напряжение точки максимальной мощности. В отличие от ситуации с превышением мощности солнечных батарей, когда результат может быть различным, при превышении максимально допустимого входного напряжения, поломка произойдет с достаточно большой долей вероятности.
Не редко возникает необходимость в зимний период питать нагрузку автономно, это могут быть камеры видеонаблюдения, светофоры или уличное освещение. Ни для кого не секрет, что в данном случае солнечный массив должен быть довольно большим, чтобы обеспечить выработку необходимого количества энергии. Хорошенько поразмыслив, иногда инженеры приходят к следующему решению: в целях экономии установить контроллер меньшего номинала и, соответственно, меньше аккумуляторов, так как зарядный ток не высок. Объяснятся это тем, что зимой солнце светит слабо и большого зарядного тока просто не будет, а летом контроллер обрежет часть мощности солнечных батарей, что тоже неплохо, потому что мощность избыточна. Изящное, недорогое, простое и, к сожалению, неправильное решение. Первое, что стоит отметить: выработка солнечного массива рассчитывается исходя из среднемесячных значений за последние несколько лет, а в течение месяца солнечная активность может быть распределена очень неравномерно. Например, для северных районов характерна ситуация, когда в зимний месяц может быть 1-2 солнечных дня, а все остальное время пасмурная погода, когда выработки энергии вообще нет. Получается, чтобы обеспечить потребителя энергией в течение всего месяца, мы должны зарядить аккумуляторы большим солнечным массивом за один или два дня. Естественно, «обрезав» контроллер и аккумуляторы в данной ситуации мы можем свести эффективность всей системы «на нет».
Второе. Если мощность солнечных батарей значительно превышает номинал контроллера, то это может привести к поломке устройства. Далеко не каждый MPPT контроллер имеет функцию ограничения мощности, в линейке мирового лидера, компании EpSolar, например, такую функцию имеет только новая серия контроллеров Tracer A.
Также в зимний период следует учитывать, что из–за низкой температуры КПД модуля станет больше. Температурный коэффициент для кремниевых солнечных батарей составляет 0,4-0,5%/°С, а номинальная мощность приводится для температуры равной 25°С. Таким образом, при температуре -25°С мощность солнечного массива может быть больше аж на 20%. Если также учесть тот факт, что к моменту выхода солнца аккумулятор может быть разряжен ниже расчётного напряжения, что бывает часто, зарядный ток может быть значительно превышен, контроллер окажется перегружен и может выйти из строя мгновенно.
Резюмируем самые важные нюансы подбора контроллера заряда для солнечных систем:
- Подбирайте контроллер в соответствии с током аккумуляторной батареи;
- В качестве входного напряжения контроллера следует понимать именно напряжение холостого хода, а не точки максимальной мощности;
- Не устанавливайте контроллер меньшего номинала, даже если предполагается работа с неполной нагрузкой;
- Если мощность солнечных батарей превышает номинал контроллера – это приведет к выходу последнего из строя.
Мы рассмотрели лишь некоторые, часто встречающиеся заблуждения, касающиеся подбора контроллера заряда. Чтобы не совершить лишних ошибок внимательно изучайте техническую документацию к оборудованию, а в случае сомнений обращайтесь к специалистам за помощью.
Как правильно подобрать контроллер для заряда аккумулятора
Старый водный походник с прошлого века ещё.
Перепробовал много чего для автономного электропитания.
— Сначала, тупо автомобильный акк на 45 АЧ — Тяжко таскать, хотя в лодке места не просит.
— Потом 20 АЧ гелевик от Дельты и солнечная панель на 48 Вт раскладная. Тоже — тяжко уже таскать!
Думаю о лучшем.
Заглядываюсь на батарею из Литиевых 18650 или 26650 при той-же солнечной панели.
Вопросы — сугубо утилитарные:
— Какую конфигурацию выбрать? 4S 16,8В, или 3S — 12,6В Какие контроллеры существуют для Лития при зарядке от солнца? Максимум, что видел от своей панели — 16 вольт и 2,5А тока на самом жарком солнышке. Это когда она Дельту набивала. Обычно — меньше (Ладога, Карелия) — полтора ампера — не больше при тех-же 16 вольтах
— Элементы в батарею планирую мощные (от 15А), поскольку основной потребитель у меня — электропомпа для накачки баллонов. В них — 2,5 кубометра объёма и до 0,4 атм избыточного давления и помпа в пике может "кушать" до 20А (по паспорту), правда, не более 10 минут раз в пару-тройку дней. Соответственно, контроллер солнечного заряда должен быть рассчитан на такие элементы. Панель у меня всегда на воздухе и, худо-бедно, должна что-то качать в аккумулятор, даже при дожде.
— Все потребители у меня — "автомобильные". Зарядки от прикуривателя для всего и помпа — тоже от 12 вольт должна пахать. Не сгорит-ли это всё при конфигурации 4S и 16,8 вольтах?