Корзина
38 отзывов

Укриннотех - Украинские инновационные технологии

Солнечные электростанции - советы практика

Солнечные электростанции - советы практика

Солнечные электростанции - советы практика

17.09.14

Солнечные панели, контроллеры, инверторы, аккумуляторы – это основные составляющие любой солнечной электростанции. Выбор очень большой, но как правильно сориентироваться в качестве, ценах и сложить для себя оптимальный вариант?

В данной статье пытаемся объяснить просто и понятно для начинающих пользователей солнечной энергией. Здесь только проверенная и испытанная временем информация.

Солнечные панели.

Монокристаллические панели лучше поликристаллических?

Это просто разный вид кремния. У моно меньше размеры, за счет более высокого КПД=15-18%, у поли КПД=13-16%. Учитывая разное качество производимых панелей моно бывает даже больше по размеру, чем поли. Заявленная мощность панели обычно соответствует действительности, за исключением очень дешевых, второсортных панелей.


Относительно внешнего вида.

У монокристаллических элементов солнечных панелей – углы скруглены, а поверхность однородна. Округленность их форм связана здесь с тем, что монокристаллический кремний, при его производстве получают в цилиндрических заготовках. Цвет от темно-синего до черного с антиотражающим покрытием или серый без покрытия. Внешний вид однородный.

Поликристаллические элементы солнечных модулей имеют квадратную форму, поскольку их заготовки при производстве – также квадратной формы. По своей структуре – цвет поликристаллов  синий  с антиотражающим покрытием или серебристо серый без покрытия, и неоднороден, так как  включает в себя множество разнородного кристаллического кремния

Деградация в период эксплуатации.

Моно имеют немного большую скорость деградации в сравнении с поли в первый год. Мощность качественного поли в первый год снижается в среднем на 2%, моно на 3%. В последующие годы моно деградирует на 0,85%, в то время как поли деградирует на 0,8% в год. Весьма незначительная разница. Хотя известны случаи деградации до 20% в первый год. Они и на рынке продаются дешевле.

В последнее время, многие покупатели стали стремиться купить солнечные панели как можно дешевле. Обычно, дешёвые солнечные панели изготовлены из элементов класса Grade B или даже Grade С.
Однако, если разобраться, всё имеет свою цену. Конечно, может иметь смысл и покупка недорогих солнечных панелей из элементов класса Grade B или С, но приличная компания должна предупреждать покупателей, что модуль сделан из таких элементов и потому цена их ниже, а надежность трудно прогнозируемая и отдача меньше.
Для монокристалла существуют следующие классы элементов солнечных панелей:
•   Grade A – высший класс, самый высокий КПД (более 17%), отсутствие сколов, трещин и царапин, которые приводят к снижению эффективности преобразования света в электроэнергию. Идеальный внешний вид, однородность кристаллов, цвета и т. п. Две половинки различных элементов рядом невозможно отличить друг от друга.
•   Grade B – второй сорт, частичный брак и т.п. Эти элементы быстрее стареют и даже изначально производительность их меньше.
•   Grade С – низкий сорт, невысокий КПД ( 14% и менее). К визуальным дефектам добавляются микротрещины, сколы отломанные кусочки элементов, и т. п. Ни один серьёзный производитель из таких элементов модули не делает.
Если принять площадь монокристаллической панели (например, 24 В 200 Вт) за 1 м кв, то у поликристаллической панели площадь аналогичной мощности составит около 1,25 м кВ.
При сравнении, если монокристалл по размерам такой же, как и поликристалл, значит это второй или третий сорт.  КПД монокристалла менее 15% означает его низкое качество.


Электрические характеристики солнечной батареи: вольт-амперная характеристика

СБ может работать при любой комбинации напряжения и тока, расположенным на его вольт-амперной характеристике (ВАХ). Однако в реальности СБ работает в одной точке в данное время. Эта точка выбирается не СБ, а электрическими характеристиками цепи, к которой данная СБ подключена.
Напряжение, при котором ток равен 0, называется напряжением холостого хода (Uхх). С другой стороны, ток, при котором напряжение равно 0, называется током короткого замыкания (Isc). В этих крайних точках ВАХ мощность СБ равна 0. На практике, система работает при комбинации тока и напряжения, когда вырабатывается достаточная мощность. Лучше сочетание называется точкой максимальной мощности (ТММ, или MPP). Соответствующие напряжение и ток обозначаются как Up (номинальное напряжение) и Ip (номинальный ток). Именно для этой точки определяются номинальная мощность и КПД солнечной батареи.
При прямом соединении СБ к аккумуляторной батарее, СБ работает при напряжении, равном напряжению аккумуляторной батареи в данный момент. По мере заряда АКБ ее напряжение растет, поэтому СБ может работать в диапазоне напряжения от 10 до 14,5В (здесь и далее используются напряжения для СБ номинальным напряжением 12В.) Соответственно, его рабочая точка может быть довольно далеко от оптимальной. Почему же производители выбрали напряжение СБ в максимальной точке равным 17В?
Почему 12-вольтовые панели на самом деле 17-вольтовые?
Это сделано для того, чтобы компенсировать потери напряжения в фотоэлектрической системе и сохранить возможность полного заряда АКБ. Обычный вопрос, который задают люди - "почему нельзя сделать панели так, чтобы они выдавали 12В?" Если вы сделаете так, то СБ будут выдавать необходимое для заряда АКБ напряжение только, когда они холодные, в идеальном состоянии и при ярком солнце. Обычно таких условий не бывает в реальности. Поэтому панели должны иметь запас по напряжению для возможности заряжать АКБ при пониженной освещенности, под пылью и нагретыми на солнце. Вопреки интуиции, солнечные панели работают лучше в холодную погоду. В нормальных условиях, когда солнечная панель нагревается до 40-45 градусов, ее мощность снижается на 15-17%.

Считают, что для работы потребителя мощностью 50 вт необходима панель 50 вт. В этом случае будет соблюден баланс и АКБ разряжаться не будет.

Дело в том, что практически мало кто знает, как определяется отдаваемая мощность солнечной панели. На каждой панели написано, например 50 Вт, ток 2,73 А при напряжении 18,3 Вольт. При штатной ситуации, когда нормальное солнце, панель отдает 2,73 А. Если поставить два вольтметра на СБ и на АКБ, то видно, что утром (при наличии солнца на панели) на обоих приборах напряжение примерно одинаково, на СБ на 0,2-0,3 вольт немного выше, чем на АКБ. В это время идет процесс заряда АКБ. Мощность, отдаваемая панелью в это время составляет 12,6 х 2,73 = 34 Вт. По мере заряда АКБ напряжение на нем повышается до 14,2-14,4 Вольт ( на СБ соответственно на 0,2-0,3 Вольт больше при среднем солнце и достигает напряжения 17,5 - 18,3 Вольт при ярком солнце) и через 1 час резко падает до 13,2-13,8 Вольта. Ток заряда на АКБ устанавливается в пределах 0,1-0,2 А, а напряжение на СБ возрастает до 20,3 Вольт. От панели мы фактически получаем около 3 Вт мощности. При расчетах мощности нагрузки надо считать не 50 Вт, а 34 Вт.  Например, при подключении ноутбука мощностью 70 Вт необходимо для баланса 100 Вт панели. В этом случае не будет разряда АКБ.


Многие не придают значения качеству буферного АКБ. Считают, что раз панели стоят мощные и АКБ мощный, то все будет в порядке.

Надо учитывать состояние АКБ.  Даже при небольшом износе АКБ у него происходит быстрее разряд и заряд. Это легко проверить, если подсчитать, хотя бы примерно, расход отдаваемой энергии в ночное время, после полной его зарядки и его заряд в ампер/часах с утра до повышения напряжения до 14,2 Вольт или как быстро падает его напряжение под небольшой нагрузкой. При отдаче энергии с АКБ емкостью 60 Ач в количестве 20 Ач напряжение на нем не должно быть менее 12,4 Вольт.
В этом случае мы имеем постоянный недозаряд АКБ, так как контроллер заряжен на работу по напряжению. И как только напряжение на АКБ достигает 14,2 Вольт и контроллер переходит в режим ШИМ-зарядки панель выходит на максимальную мощность. Только эта мощность идет в никуда. Контроллер ее не принимает без дополнительно подключенных потребителей.

Аккумуляторы AGM  и GEL не выделяют паров электролита, с ними можно вообще рядом спать, да и разряжать их можно чуть ли не до ноля.
Еще как и выделяют. Там тот же самый электролит. Только напряжение заряда должно строго контролироваться и для этого начали выпускать специальные контроллеры EPHC -EC AGM / SLA.  Глубокий разряд ( до 10,8 Вольт) таких АКБ действительно возможен, например при работе мощной нагрузки, но он уменьшает срок службы АКБ в десять раз.

Обращаю внимание пользователей солнечными электростанциями на проблемы, связанные с применением АКБ небольшой емкости ( 7 - 18 Ач) в количестве 2 и более штук с периодической заменой  в режиме заряда-разряда.
1.   Необходимо  постоянно контролировать напряжение АКБ находящегося в режиме разряда, с целью недопущения его снижения до 10 Вольт. Контроллер просто не запустит станцию в работу. Как вариант – использовать другой АКБ в качестве «прикурки».
2.   Не факт, что это получится быстро, так как в режиме заряда двух АКБ ( менее 10 Вольт и более 12,8 Вольт)  контроллер сразу выходит на ШИМ с понижением тока заряда. В результате заряд слабой АКБ может растянуться на не определенное время. Так как в момент отключения донора  ШИМ продолжается ( так устроены мозги контроллера. ШИМ программируется на время 1-2 часа) заряд АКБ идет малым током при напряжении 13,4-13,6 Вольт,   хотя напряжение на АКБ едва достигло 10,5 Вольт. И вот, как только при отключении донора и солнечной панели через 2-3 минуты напряжение на АКБ будет более 11 Вольт (индикатор контроллера горит оранжевым светом) с этого момента начинается полноценный заряд АКБ.

Категорически запрещается устанавливать АКБ с номинальным током заряда менее тока отдаваемого солнечной панелью. Например, панель мощностью 50 Вт отдает ток 2,7А. Минимальная емкость АКБ в данном случае равна 30 Ач. В противном случае (например при зарядке АКБ для эхолота 7 Ач) аккумулятор быстро закипает. АКБ закрытого типа выполненные по технологии AGM или Gel в этом случае просто взрываются.


Запыленность панели не сильно влияет на отдаваемый ток.

В Крыму (в Морском) я сравнивал панель на тележке (угол 60*) и в горизонтали. Панель с наклоном во второй половине дня из за запыленности давала на 5-10% меньше энергии. Горизонтально расположенная отдавала уже на 20-25% меньше. В лесу пыли гораздо меньше и разница была очень мала и составляла около 5% потерь.

Производитель
Показать все
Контакты
  • Телефон:
    +380501025825, Вайбер
    +380683846339
  • Контактное лицо:
    Александр - консультант, руководитель направления
  • Адрес:
    Краматорск, Донецкая область, Украина
  • Email:
    ukrinnoteh@gmail.com