Солнечная система в автодоме. Выбор солнечной панели, PWM или MPPT контроллера, крепление, стоимость. Электросистема автодома ч.2

Развернуть

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. 

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.

В итоге с проводами и крепежами выйдет в сумме тысяч 20. Это даст вам уже приличную автономность и в удачный день вы сможете восполнять 50-80Ач ваших батарей, что весьма неплохо, хватит на базовые потребности в доме, типа света, работы насоса, зарядки гаджетов и в хорошие дни даже останется на работу холодильника или автономного отопителя. Если ваши запросы не слишком велики и на небе есть солнце - то с такой системой и дополнительным аккумулятором на 100-150Ач вы сможете автономно жить неделями.

Если объеденить это с автономной системой на основе 200Ач литиевого аккумулятора из прошлой части, то получим в сумме около 72 000 рублей стоимость такой электросистемы

Если надо вариант совсем на минималках то 100Вт панель выйдет примерно в 5000 и самый бюджетный PWM контроллер в 1500. 

В итоге тысяч за 7 вы получите худо-бедно работающую солнечную систему. Слишком много энергии вы от такой сборки не получите, может 20-30Ач в сутки, но на зарядку телефонов, свет и насос хватит. Если это все что вам нужно для автономности - то и можно сделать и так. Хотя чаще всего эти деньги лучше вложить в более емкий аккумулятор, а от солнечной энергии отказаться вообще и это даст больший эффект для системы в целом.

Установка панелей

На крышу авто панели крепят обычно либо на какие-то заводские рейлинги и багажники либо на отдельные крепления.

Например вот такие можно купить готовые из китая

либо сделать свои крепления на основе металических профилей или уголков. Для ввода проводов через крышу нужно использовать герметичный электроввод типа такого. 

Если не хочется заморачиваться с креплением панелей на крышу, да и зарядка от солнца нужна только время от времени - можно приобрести портативные раскладные панели

Они конечно будут подороже и не такие удобные, но зато вы сможете их легко переставлять в более солнечное место под нужным углом. Бывают модели на 100, 200 и даже 300Вт. Но если нужно больше - лучше все таки посмотреть на что-то более стационарное.

С панелями на этом все, если остались вопросы задавайте в комментариях, а мы продолжим в следующей части, где поговорим о выборе правильных проводов и безопасном подключении всех устройств друг к другу.

Если статья для вас была полезна - можете отправить любую сумму (с любой карты без регистрации) на развитие проекта на donationalerts/vantourist

Поделиться публикацией:

Смотрите так же