1. Статьи
Заметки пользователей
08.10.2019 09:10
PDF
41734
146

Солнечная электростанция для частного дома

Если вы являетесь счастливым обладателем своего загородного дома или планируете его строительство, скорее всего, вам не раз приходилось задумываться над вопросами электроснабжения своего жилища. Слишком часто бывает так, что мощность ближайшей подстанции не позволяет обеспечить всех желающих электроэнергией и связано это с тем, что степень изношенности многих подстанций сегодня высока, а аппетиты городов и посёлков постоянно увеличиваются в связи со строительством новых зданий и частных домов. Лампочка горящая в полнакала, перепады и скачки напряжения, которые несут угрозу для всех бытовых приборов в доме, а то и вовсе отключение света. 

Столкнувшись в очередной раз со всеми недостатками централизованных сетей электроснабжения частного дома, мы поняли, что генерация своей собственной электроэнергии станет для нас наиболее разумным решением. Вариантов было несколько: дизель-генератор, ветровая или солнечная электростанции. От установки дизель-генератора отказались по понятным причинам – шумно, да и невозможно использовать дизель-генератор как основной источник электроэнергии.  Это решение больше для аварийных ситуаций.

Ветровая электростанция. Одним из главных критериев для ее установки  являются требования к ветру. Среднегодовая скорость ветра должна быть около 4.0-4.5 м/с., этого показателя должно быть достаточно для того, чтобы домашняя ветряная электростанция была выгодна в использовании. Среднегодовая скорость ветра в Псковской области достигает 2,0 м/с да и то в зимний период. В другие времена года эти значения были еще ниже. 

Для справки:
Среднегодовая или среднемесячная скорость ветра – это усредненный показатель, рассчитанный на основе 10-летних наблюдений. Скорость ветра измеряется на высоте 10 метров от поверхности земли. Эти показатели сильно отличаются в различных регионах страны и напрямую влияют на эффективность использования ветрогенераторов и электростанций на основе энергии ветра.

Солнечная электростанция. В основе расчета солнечной электростанции нужно учитывать два параметра. Это необходимая мощность потребления и количество солнечных дней в году. Исходя из этого необходимо сначала определить сколько понадобится электроэнергии, и сколько дней в году будет работать система. 

Солнечная электростанция для частного дома

Инсоляция определяет количество солнечных дней в году. От этого будет зависеть мощность и количество электроэнергии, генерируемой солнечными батареями. Уровень инсоляции для Псковской области оставляет 3-3,5 кВт*ч/м2/сутки, что уже неплохо. Теперь посмотрим график распределения инсоляции в году.

Солнечная электростанция для частного дома

Пиковые значения солнечных дней в году приходятся на май, июнь и июль. В зимний период солнца значительно меньше (данные взяты  для Псковской области, значения уровня инсоляции могут варьироваться от региона к региону). 

Вот такие исходные данные мы получили. И, при весьма скромном бюджете, решили всё-таки реализовать данный проект. Что у нас получилось, с какими трудностями пришлось столкнуться - читайте далее. 

Есть три основных типа солнечных электростанций: сетевые, автономные и гибридные.

Сетевая солнечная электростанция работает без аккумуляторов и используется для уменьшения оплаты за сетевую электроэнергию.  Принцип работы прост:  выработанную от солнца электроэнергию она направляет во внутреннюю сеть, из промышленной сети берется только недостающая мощность. 

Автономная солнечная электростанция строится для электроснабжения там, где нет промышленной сети. Выработанную солнечную энергию она направляет на питание потребителей, а избытки запасает в аккумуляторных батареях. В темное время суток все электроснабжение осуществляется от аккумуляторов. 

Гибридная солнечная электростанция – это комбинированный тип сетевой и автономной солнечных электростанций. Днем солнечная энергия направляется во внутреннюю сеть, уменьшая потребление. Ночью система переходит на питание от промышленной сети или аккумуляторов. При отключении промышленной сети система работает как автономная солнечная электростанция  – энергоснабжение объекта не прерывается и осуществляется от солнечной и запасенной в аккумуляторах энергии. 

В нашем проекте была использована гибридная солнечная станция. Это позволило решить проблему малого количества солнечных дней в зимний период. Но главное – весь год мы теперь не зависели от некачественной сети. И при отсутствии в ней электричества, электроснабжение дома не прерывалось.

Принцип работы гибридной солнечной электростанции

Система состоит из трёх элементов: солнечные панели, аккумуляторы и гибридный инвертор.

Основа всего - гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергию "подмешивать" энергию, выработанную солнечными панелями.

Принцип работы таков: дом потребляет энергию от солнечных панелей, но при ее нехватке использует мощности внешней сети. Когда внешняя сеть отсутствует, гибридный инвертор переходит на автономную работу, при которой используется энергия солнечных панелей и энергия аккумуляторов.

Солнечная электростанция для частного дома

Остановимся подробнее на каждом элементе солнечной электростанции.

Список оборудования получился следующим:

  • Солнечная батарея 200Вт  - 4 шт;
  • Гибридный солнечный инвертор SILA 3000M Plus  - 1 шт;
  • Аккумулятор SunStonePower ML12-200 – 2 шт.


Дополнительное оборудование:

  • 7 x Кабель солнечный 6 мм2 ( черный );
  • 7 x Кабель солнечный 6 мм2 ( красный );
  • 2 x Коннектор MC4 30A;
  • 1 x Балансир заряда двух АКБ 12 Вольт;
  • 1 x Коннектор МС4 Y-3;
  • 3 x Диод шоттки МС4 10А;
  • 1 x Перемычка для аккумуляторов 260/25 под болт М8;
  • 2 x Перемычка для аккумуляторов 1500/25 под болт М8;
  • 1 x Предохранитель ANL 200А;
  • 1 x Держатель предохранителя ANL;
  • 1 x УЗИП постоянного тока 2Р;
  • 1 x Предохранитель FDS-32;
  • 1 x Держатель предохранителя FDS-32.


Собирали систему самостоятельно.

Чаще всего, солнечные панели устанавливают на крышах домов, гаражей или хозяйственных построек. Эффективность производства электроэнергии при неправильной установке может сильно снижаться, поэтому необходимо учитывать следующие правила:

  1. На солнечные батареи не должна падать тень от близлежащих зданий, деревьев или опор ЛЭП.
  2. Летом панели должны быть повернуты на юг, зимой – на юго-восток.
  3. Панели необходимо устанавливать на подвижные основания, за счет которых можно будет регулировать угол наклона.


Все четыре солнечные батареи  мы разместили на крыше надворной постройки. Место установки было выбрано неслучайно, так как солнечные панели нужно направить на  юг, чтобы они получали больше солнца в течение всего дня.

Перед установкой нужно тщательно продумать расположение компонентов солнечной электростанции. Протянуть провода от панелей до места расположения инвертора. Провода выбрали сечением 6 мм², так как по ним будет передаваться напряжение до 100 В и ток 25–30 А. Такой запас по сечению позволяет минимизировать потери на проводе.

Солнечные панели были собраны в две группы по две панели в каждой.

Солнечная электростанция для частного домаСолнечная электростанция для частного дома

Группы панелей между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения - называются MC4. 

Солнечная электростанция для частного дома
Коннектор MC4 30A

Подключение гибридного инвертора  производится с нижней стороны на клеммные колодки и винтовые зажимы:

Солнечная электростанция для частного дома

На передней панели находятся четыре кнопки управления режимами индикации и управления инвертором.

Солнечная электростанция для частного домаСолнечная электростанция для частного дома

Индикация - дисплей у инвертора LCD и дает полную информацию о состоянии и параметрах во время работы системы. На дисплее отображается схема работы, напряжение и частота входа и выхода по высокому напряжению, потребляемая мощность нагрузки, генерируемая мощность солнечных панелей, напряжение аккумуляторной батареи и потребляемый от нее ток.

Также, на передней панели выведены три светодиода для информирования о состоянии основных режимов работы инвертора.

Помимо органов управления, инвертор обеспечивает легкую и доступную настройку и визуализацию рабочих процессов через ПО, скачать которое можно на сайте производителя. Подключается инвертор к компьютеру через шнур (идет в комплекте поставки) к порту RS232. Если у вас нет данного порта, то нужно дополнительно приобрести переходник USB-RS232.

Установленное ПО автоматически находит подключенный инвертор. Выглядит оно следующим образом:

Солнечная электростанция для частного дома

А вот здесь можно произвести точную настройку инвертора под Ваши задачи:

Солнечная электростанция для частного дома

Этот комплект может выдать до 3 кВт мощности в автономном режиме. Если приобрести такой же инвертор, то можно нарастить мощность до 6 кВт на фазу.

Типовой состав потребителей:

  • освещение 200 Вт до 5 часов в сутки;
  • телевизоры 200 Вт до 5 часов в сутки;
  • ноутбук и телефон 100 Вт до 5 часов в сутки;
  • компьютер 300 Вт до 5 часов в сутки;
  • холодильник 100 Вт до 24 часов в сутки;
  • циркуляционный насос 100 Вт до 12 часов в сутки;
  • стиральная машина 1000 Вт 1 час в сутки.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Тип

Солнечная электростанция SILA-V

Максимальная мощность

3 кВт

Выходное напряжение

220 Вольт

Общая емкость АКБ

2 x 200Ач

Тип АКБ

AGM, необслуживаемый

Срок службы АКБ

10 лет

Общая мощность солнечных батарей

4 x 200 Вт

Тип солнечных батарей

поликристаллический


И вот, все смонтировали. Переходим в режим настройки. Готовых вариантов работы данного инвертора предостаточно и любой сможет найти для себя самый подходящий режим работы. Для этого есть вполне подробная инструкция. Мы остановились на приоритете от солнечных панелей и АКБ. Также, при отсутствии внешней сети, система переходит на работу от инвертора. Таким образом, при увеличении емкости  АКБ и мощности солнечных панелей, у нас в автоматическом режиме получается экономить больше энергии. И чем больше заряжены АКБ, тем дольше система может работать автономно. 

Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года показал, что оно того стоило. Многократные отключения от внешней сети прошли для нас незаметно. А когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, мы обязательно в нем поучаствуем. Но это совсем другая история.

Экономика проекта

Солнечная электростанция для частного дома

Солнечная электростанция для частного дома

Солнечная электростанция для частного дома

Солнечная электростанция для частного дома

146 комментариев
Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи
Robot_NagNews
Robot_NagNews
Материал: Если вы являетесь счастливым обладателем своего загородного дома или планируете его строительство, скорее всего, вам не раз приходилось задумываться над вопросами электроснабжения своего жилища. Слишком часто бывает так, что мощность ближайшей подстанции не позволяет обеспечить всех желающих электроэнергией. Расскажу о том, как мы решали эту проблему с помощью солнечной энергетики. Полный текст
sheft
sheft

Вывод "оно того стоило" стоит читать как - встало в копеечку!

Заранее извиняюсь за желчь... Тоже имею опыт "солнечной энергетики" и для данных "типовых потребителей" ёмкости батарей катастрофически мало, количества панелей так же мало для автономной генерации. Разрядится всё это дело за 5 часов максимум, а вот ждать солнца придётся до недели, а то и нескольких.

Размещение батарей на крыше не выдерживает критики, закреплено на соплях, при хорошем ветре улетит всё это дело, и хорошо если не на голову или не на автомобиль. Зимой накроет снегом на 100%, прощай солнечная энергия.

Сами панели - поликристалл, это фуфел с самым низким КПД.

Батарейки АГМ с сроком службы 10 лет... Вы серьёзно? 10 лет они протянут если будут храниться в сухом месте с температурой 18-22 градуса с ежемесячным подзарядом. В буфере, а тем более в цикле они протянут от силы 3-5 лет.

И конечно же провода - СОЛНЕЧНЫЕ - это просто пзц... наверное для лёгкой транспортировки солнечных протуберанцев...

Забудьте про солнечные батарейки, это не для России, если конечно это не Оренбургская или Астраханская области. Запас по батареям и солнечным панеля придётся делать конским, это сделает стоимость киловатта на порядок дороже чем из промышленной сети.

 

У вас проблема с частым отключением и качеством сети, вам был нужен электронный стабилизатор и для автономности батарейки с инвертером-зарядником. Всё.

straus
straus
2 часа назад, sheft сказал:

Батарейки АГМ с сроком службы 10 лет... Вы серьёзно? 10 лет они протянут если будут храниться в сухом месте с температурой 18-22 градуса с ежемесячным подзарядом. В буфере, а тем более в цикле они протянут от силы 3-5 лет.

Есть специальные серии батарей со сроком службы 10 и 15 лет. Но они заметно дороже обычных. (Например у фирмы CSB серии HRL, GPL и другие.)
 

sheft
sheft
1 минуту назад, straus сказал:

Есть специальные серии батарей со сроком службы 10 и 15 лет. Но они заметно дороже обычных. (Например у фирмы CSB серии HRL, GPL и другие.)

Верно, есть, но это панцирный тип батарей, а обычные пластины принципиально не способны к длительной эксплуатации.

А всё что пишут до 10, 12, 15 лет это маркетинговый буллшит, потому что где то внизу и оооочень мелким шрифтом указывают количество циклов разряда

Цитата

Аккумуляторные батареи CSB серии HRL - батареи высокой мощности и увеличенным по сравнению с серией HR сроком службы до 10 лет (10-12 лет при 20°С  по классификации Eurobat) или до 260 циклов до 100% разряда при работе в циклическом режиме

 

satboy
satboy

99% солнечных систем европейцев - не имеют батареек...  Тупо все сливается в сеть.

vladislav.fedyukov
vladislav.fedyukov
3 часа назад, sheft сказал:

Вывод "оно того стоило" стоит читать как - встало в копеечку!

Заранее извиняюсь за желчь... Тоже имею опыт "солнечной энергетики" и для данных "типовых потребителей" ёмкости батарей катастрофически мало, количества панелей так же мало для автономной генерации. Разрядится всё это дело за 5 часов максимум, а вот ждать солнца придётся до недели, а то и нескольких.

Хотел бы напомнить, что эта проблема поднималась в статье  и на данный момент система работает как дополнение к основной сети.

 

3 часа назад, sheft сказал:

Размещение батарей на крыше не выдерживает критики, закреплено на соплях, при хорошем ветре улетит всё это дело, и хорошо если не на голову или не на автомобиль. Зимой накроет снегом на 100%, прощай солнечная энергия.

 

Панели закреплены надежно. На алюминиевых уголках каждая панель закреплена на болты, они выполняют роль своеобразных крюков, чтобы панели не сползали. После монтажа на фото их не видно.

 

3 часа назад, sheft сказал:

Сами панели - поликристалл, это фуфел с самым низким КПД.

Согласен монокристаллические батареи лучше поликристаллических. Но монокристаллические модули дороже, а бюджет был ограничен, но попробовать очень уж хотелось.

 

3 часа назад, sheft сказал:

Зимой накроет снегом на 100%, прощай солнечная энергия.

Если на солнечную панель попадает снег, она все равно продолжает преобразовывать солнечную энергию. А за счет того, что фотоэлементы нагреваются, снег сам оттаивает. Никто не мешает почистить их от снега.

 

3 часа назад, sheft сказал:

Батарейки АГМ с сроком службы 10 лет... Вы серьёзно? 10 лет они протянут если будут храниться в сухом месте с температурой 18-22 градуса с ежемесячным подзарядом. В буфере, а тем более в цикле они протянут от силы 3-5 лет.

Так заявляет производитель. Работает 3 года, пока проблем не было.

 

3 часа назад, sheft сказал:

Забудьте про солнечные батарейки, это не для России, если конечно это не Оренбургская или Астраханская области. Запас по батареям и солнечным панеля придётся делать конским, это сделает стоимость киловатта на порядок дороже чем из промышленной сети.

Согласен, чтобы запустить круглогодичное автономное электроснабжение дома требуются гораздо существенные бюджеты. В статье рассматривается гибридный вариант. В планах расширить количество панелей и аккумуляторов.  В ответ на выражение "это решение не для России" приведу фото одного из перекрестков своего города. С такой логикой нормальные дороги тоже решение не для России!!!

 

3 часа назад, sheft сказал:

У вас проблема с частым отключением и качеством сети, вам был нужен электронный стабилизатор и для автономности батарейки с инвертером-зарядником. Всё.

Соглашусь такое решение тоже имеет право на жизнь.

9.jpg

10.jpg

11.jpg

 

2 часа назад, pvl сказал:

Не примут. Днем, в светлое время суток избыток электричества энергетикам не нужен. В России, там где сейчас темно и чнн по потреблению, проще в соседнем регионе попросить избытки у местных ТЭС и АЭС.

ГОЭЛРО - пережиток тоталитарного наследия кровавого Мордора, мешает эффективно продавать розовых пони солнечные панели. )

Поживем - увидим!

 

2 часа назад, pvl сказал:

В Британии инсталляции солнечных панелей упали до нуля, государство перестало субсидировать установку панелей, энергетикам электроэнергия от частников не нужна.

Ветрогенераторы не окупают затраты на установку и обслуживание за весь свой срок эксплуатации - они тупо не вырабатывают столько электроэнергии чтобы окупить себя.

 

nag.ru Британцы массово жалуются на невыгодность солнечных панелей

В Британии не живу, поэтому мне сложно судить как там с инсталляцией солнечных панелей. 

 

2 часа назад, pvl сказал:

Про токсичность производства солнечных панелей и экологию можно писать отдельную статью.

Не специалист в этом вопросе.

fhunter
fhunter

Про перекрёстки - советую почитать как "прекрасно" это работает в "солнечном" Питере - итог - регулярные поездки персонала для.... "дозарядки аккумуляторов"
Источник - здесь: https://www.fontanka.ru/2019/03/13/146/


> Рассматривался «лопоухий», с несколькими панелями, однако в итоге под характеристики, указанные в документации, загнали нынешний вариант, с одной панелью и сравнительно большим аккумулятором. Вот только менять его надо минимум раз в неделю — по 105 адресам.

vladislav.fedyukov
vladislav.fedyukov
4 минуты назад, fhunter сказал:

Про перекрёстки - советую почитать как "прекрасно" это работает в "солнечном" Питере - итог - регулярные поездки персонала для.... "дозарядки аккумуляторов"
Источник - здесь: https://www.fontanka.ru/2019/03/13/146/


> Рассматривался «лопоухий», с несколькими панелями, однако в итоге под характеристики, указанные в документации, загнали нынешний вариант, с одной панелью и сравнительно большим аккумулятором. Вот только менять его надо минимум раз в неделю — по 105 адресам.

 

Ничего не могу сказать про опыт Санкт- Петербурга, так как наш город находиться на расстоянии 500 км и таких перекрестков в городе оборудовано несколько. Некоторые из них работают по несколько лет.

vladislav.fedyukov
vladislav.fedyukov
22 минуты назад, fhunter сказал:

Про перекрёстки - советую почитать как "прекрасно" это работает в "солнечном" Питере - итог - регулярные поездки персонала для.... "дозарядки аккумуляторов"
Источник - здесь: https://www.fontanka.ru/2019/03/13/146/


> Рассматривался «лопоухий», с несколькими панелями, однако в итоге под характеристики, указанные в документации, загнали нынешний вариант, с одной панелью и сравнительно большим аккумулятором. Вот только менять его надо минимум раз в неделю — по 105 адресам.

 

Хотел бы подчеркнуть, что я никого не агитирую за установку солнечных панелей,а просто делюсь опытом создания бюджетной гибридной солнечной системы. Которая помогла нам решить ряд проблем с электроснабжением.

Ivan_83
Ivan_83

ДОКОЛЕ!?

Как долго вы ещё будете насиловать труп венды и писать под неё такой вырвиглазный кривой софт!?

 

Так трудно выложить спеки протокола, а под венду наговнять на NET без из***ств максимально обычный гуй?