Автономное электричество для частного дома и квартиры
Содержание:
- Основные виды агрегатов
- Критерии выбора
- Рейтинг бензиновых генераторов для дома 2019
- Требования к автономному электроснабжению
- Сварочный генератор
- Шаг 1: Расчет нагрузки
- Генераторы с двигателями внутреннего сгорания
- Принцип работы солнечной батареи
- Параметры выбора генераторов для дома
- Правильно выбираем генератор для дома
- Лучшие дизельные генераторы
- Дополнительные устройства для эксплуатации
Основные виды агрегатов
Портативные электростанции с дизельным двигателем выпускаются с воздушным или жидкостным охлаждением. В первом случае моторесурс составляет в пределах 5000 часов. Большей надежностью и долговечностью обладают дизели с жидким охлаждением. Их моторесурс намного выше – от 15-ти до 40 тысяч часов. Они незаменимы в случаях частых и долгих отключений электроэнергии. У дизельных агрегатов хорошая пожарная безопасность и низкий расход топлива.
Таким образом, автономные электрогенераторы незаменимы в любом частном доме, особенно с большим количеством различного электрооборудования.
Критерии выбора
Выбор генератора следует начинать с оценки рабочих условий, где и для чего эта техника будет использоваться. Если агрегат нужен для строительства дома на участке без электроснабжения, то это одна ситуация. А если оборудование подбирается для питания станка или аппарата электросварки на 380 В для выполнения изредка каких-либо работ, то это совершенно другой случай и иные мощности.
Схема подключения генератора с автоматическим переключением
Нередко электрогенератор и вовсе является излишним. На обычной даче еду можно разогреть и без него, воспользовавшись газовой горелкой. А для зарядки телефона сейчас есть пленочные солнечные панели. Все нужно заранее и тщательно взвесить.
Среди основных критериев выбора электрического генератора числятся:
- Мощность – от 0,5 до 24 кВт.
- Выходное напряжение – 220 или 380 Вольт.
- Шумность и тип исполнения (закрытые шумят меньше открытых, но сложнее в обслуживании).
- Вид топлива и его расход.
- Стоимость и производитель.
- Наличие защитных систем от короткого замыкания, перегрева, перегрузки и т.п.
Если генератор берется для электроснабжения бытовых приборов в доме, то достаточно будет однофазного на 220 В агрегата мощностью до 3–5 кВт. Если техника подбирается для большого коттеджа либо бетономешалки, сварочного аппарата или иного мощного потребителя, то стоит ориентироваться на трехфазные модели под 380 В и электропитанием на выходе до 7–8 кВт.
Мощность потребления электроэнергии
Рейтинг бензиновых генераторов для дома 2019
PATRIOT GP 2000i
Бензиновый инверторный генератор от PATRIOT предназначен для обеспечения электричеством приборов суммарной мощностью до 1,5 кВт (максимальная мощность устройства 1,8 кВт). На корпусе располагается одна розетка на 220 В и выход постоянного тока на 12 В. Благодаря этому всегда можно подзарядить автомобильный аккумулятор. Топливный индикатор оповестит пользователя о необходимости долить бензин. Кстати, полного бака на 3,6 л хватает приблизительно на 4 часа работы.
Отметим относительно небольшой вес модели — всего 18,5 кг, благодаря чему его можно легко транспортировать в одиночку. В сравнении с другими бензиновыми и дизельными моделями, устройство довольно тихое — 58 дБ. GP 2000i — это отличный вариант для природы, когда нужно подключить освещение, переносной холодильник или зарядить электронные устройства.
Hyundai HHY 3020F
Это полноценная модель для резервного питания в доме. На полном баке в 15 л устройство способно проработать до 15 часов (при нагрузке в 50 %). При этом вы всегда сможете контролировать уровень топлива благодаря специальному индикатору. Здесь две розетки 220 В для подключения одновременно нескольких приборов. Дополнительно здесь есть аккумуляторная 12-вольтовая зарядка. Генератор оснащен защитой от перегрузок (больших пусковых токов), которая отключит устройство во избежание поломки.
Устройство оборудовано вольтметром, показывающем напряжение на каждой из розеток. Также здесь есть счетчик моточасов, определяющий сколько генератор отработал. Если будете брать такое устройство б/у, то в зависимости от отработанных часов сможете поторговаться.
Huter DY6500L
Генератор от компании Huter может использоваться в качестве резервного или аварийного источника электроэнергии в доме или на даче. Бензиновая модель может также работать и на газе, однако для этого потребуется приобрести дополнительное оборудование для этих целей. Расход бензина составляет 2,3л/ч, что при полном баке в 22 л позволяет устройству работать до 9 часов. Учитывая выдаваемую мощность в 5 кВт, это относительно небольшой расход топлива. Мощности устройства хватит для запитки сварочного инвертора или конвектора.
Пользователи отмечают, что устройство с легкостью запускается даже в 20-градусный мороз. В устройстве есть зарядка автомобильного аккумулятора. Встроенный вольтметр позволит контролировать выдаваемое устройством напряжение. Единственным минусом является отсутствие колесиков в комплекте, так как при весе в 70 кг придется звать друга, чтобы транспортировать агрегат.
Требования к автономному электроснабжению
Одним из условий нормального жизнеобеспечения частного дома считается устойчивая, бесперебойная подача электроэнергии ко всем установленным бытовым приборам и оборудованию. Полностью этим требованиям соответствуют источники автономного электроснабжения, стабильно вырабатывающие электричество, независимо от каких-либо внешних факторов. При выборе того или иного варианта, необходимо учитывать степень влияния автономных систем на окружающую среду.
Окончательный выбор автономного источника электроэнергии осуществляется в соответствии с суммарной мощностью потребителей, находящихся в доме. Это системы тепло- и водоснабжения с насосным оборудованием, кондиционеры, различные виды крупной и мелкой бытовой техники. Независимо от мощности потребителей, к сети электропитания предъявляются общие требования.
В обязательном порядке предварительно определяется суммарная мощность, которая сравнивается с возможностями выбираемой системы автономного электроснабжения. Рекомендуется увеличить этот показатель примерно на 15-25%, чтобы в перспективе можно было увеличить потребление электроэнергии.
Требования к системе и ее технические характеристики полностью зависят от дальнейшего использования и возложенных задач. То есть, это может быть полностью автономное питание или только резервный источник электричества, функционирующий в период отключения центральной сети. Во втором случае обязательно устанавливается продолжительность работы дублирующей системы на время отсутствия основного электричества.
Выбор той или иной автономной системы нужно делать с учетом реальных финансовых возможностей хозяев дома. В бюджете проекта определяется стоимость приобретаемого оборудования, а также выполняемые работы. Многие пытаются создать автономное электроснабжение загородного дома своими руками, однако в этих случаях требуются специальные знания теории и практики, навыки работы с инструментом, наличие определенного опыта монтажа подобных систем. Некачественная сборка приведет к нестабильной работе дорогостоящего оборудования и его быстрому выходу из строя.
Сварочный генератор
Для проведения сварочных работ при отсутствии сетевого подключения к электричеству используются специальные модели бензиновых и дизельных мобильных станций. Эти агрегаты выдерживают пусковые токи сварки.
Преимущества устройств:
- установка в любом месте;
- стойкость к нагрузкам;
- использование для подключения приборов и инструментов.
Отрицательные характеристики:
- малый ресурс работы;
- невозможность одновременного подключения сварки и других инструментов;
- уровень шума.
Какой мощности нужен генератор, определяется требуемым для проведения работ сварочным током.
Пример сварочного бензинового агрегата номинальной мощности 5 кВт – FUBAG WS 230 DC ES. У аппарата ручной и электрический пуск, выходной ток 230 А, диаметр электродов от 1,6 до 5 мм. Генератор позволяет проводить сварочные работы в течение 9 часов на одной заправке топливом.
Шаг 1: Расчет нагрузки
Прежде, чем выбрать компоненты, необходимо рассчитать нагрузку приборов, которые будут подключаться к вашей солнечной электростанции и сколько времени они будут работать. Для этого нужно сделать следующее:
- Определите, какую технику (освещение, вентилятор, телевизор, насос и т.д.) вы будете подключать, и сколько времени (часов) она будет работать;
- Ознакомьтесь со спецификациями ваших приборов для определения их мощности;
- Рассчитайте величину потребляемого электричества в Ватт-часах (Вт*ч), которая равна произведению номинальной мощности ваших приборов (Вт) на время работы (ч).
Например Вы хотите включить какой-то прибор мощностью 10 ватт на 5 часов от солнечной панели. Количество потребленной электроэнергии будет: 10Вт х 5ч = 50Вт*ч. Таким же образом необходимо рассчитать общую величину потребляемой энергии, а именно рассчитать для каждого прибора и сложить полученные величины.
Пример: настольная лампа = 10Вт х 5ч = 50 Вт*ч + вентилятор = 50Вт х 2ч = 100Вт*ч, телевизор = 50Вт х 2ч = 100 Вт*ч, всего = 50 + 100 + 100 = 250 Вт*ч.
Когда закончите расчет нагрузки, пора приступать к выбору компонентов в соответствии с вашим требованием нагрузки.
Генераторы с двигателями внутреннего сгорания
Самый популярный тип автономных установок – генераторы на базе двигателей внутреннего сгорания. При наличии дешевого топлива выбор такой установки будет самым практичным.
Все современные генераторы производят переменный ток, но различаются по нескольким параметрам:
- тип генератора (синхронный или асинхронный, однофазный или трехфазный);
- тип двигателя (бензиновый или дизельный);
- система охлаждения (воздушная или водяная);
- система впрыска (карбюратор или форсунки);
- наличие электронной системы контроля и управления режимами работы.
Перед приобретением оборудования необходимо сделать небольшие расчеты по определению будущей производительности:
- просуммировать мощность всех электроприборов, которые будут одновременно работать в доме более 5 – 10 минут (с учетом, что все они однофазные). Если в хозяйстве есть трехфазное оборудование, ему потребуется трехфазный генератор.
- умножить полученную сумму на 1,3 (резерв мощности, который не позволит аппарату работать в режиме пиковой нагрузки);
- если в списке есть приборы с электродвигателями, проверить, какой пусковой ток им потребуется и добавить в список параметров генератора устойчивость к пиковым нагрузкам (и накинуть еще 20-30% на потребность в энергии).
Общая практика показывает, что дизельные генераторы с водяным охлаждением являются самыми стабильными и имеют «трудовой резерв» в пять раз больше, чем бензиновые агрегаты с воздушным охлаждением.
Стоят такие аппараты в четыре – пять раз дороже, но потребляют топлива в полтора – два раза меньше. В долгосрочной перспективе затраты на произведенную энергию будут сэкономлены на деталях и топливе.
В хорошем генераторе всегда есть блок стабилизации напряжения и частоты. Встроенная система безопасности не позволит оборудованию «сгореть на работе»: в случае появления КЗ или чрезмерной пусковой нагрузки аппарат будет автоматически отключен.
Очень важно понимать, что любой генератор не вечен и требует периодических отключений (для охлаждения, техобслуживания, профилактических и капитальных ремонтов). О бензиновых генераторах для дома и дачи
О бензиновых генераторах для дома и дачи
Обычно генератор приобретается в качестве дублирующей системы энергообеспечения. Но если излишки произведенной энергии будут заряжать аккумуляторные батареи (через выпрямитель и стабилизатор), то запасенную энергию можно использовать круглосуточно.
Принцип работы солнечной батареи
Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.
КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.
Технические характеристики
Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:
Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
Контроллер уровня заряда аккумулятора.
Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.
Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.
(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)
Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.
Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.
Параметры выбора генераторов для дома
Тип топлива
Наиболее часто применяются для дома дизельные и бензиновые генераторы (модели на газу рассматривать не будем в связи со сложностью их обслуживания и высокой мощностью, которая для дома не нужна):
- Бензиновые. Бензиновые модели менее мощные, чем дизельные и стоят гораздо дешевле. Также они менее шумные (хотя тихими их не назовешь). Однако из-за относительно невысокой мощности (в сравнении с дизельными) их удобнее всего использовать лишь как резервный источник питания или брать на природу, чтобы пользоваться там электричеством. Если вам необходимо подстраховаться на случай отключения электроэнергии, то бензиновая модель — то, что нужно.
- Дизельные. Дизельные агрегаты имеют больший ресурс, чем бензиновые и гораздо мощнее, что делает их весьма удобными для получения электроэнергии на строительном объекте, для запитки мощных приборов, например, сварочного аппарата. Однако такие модели стоят на порядок дороже бензиновых аналогов, да и сам дизель, как топливо, уже догнал по стоимости бензин, поэтому сэкономить не получится. Дизельные агрегаты стоит приобретать тем, кто планирует использовать устройство, как основной источник электричества, например, на даче или для работы на стройке.
Отметим также, что существуют бензиновые инверторные модели. Главное их преимущество — это компактность, небольшой вес и относительно невысокая шумность. Их можно даже брать с собой на природу. Но они практически все низкой мощности, поэтому в роли резервного питания не подойдут (разве что для холодильника и электроники). Также, если выйдет из строя управляющая плата, то замена ее будет стоит около 80 % стоимости всего генератора.
Мощность устройства
Выбор генератора по мощности осуществляется при условии, если известна общая мощность всех приборов, которые будут к нему подключаться. Если не планируется подключение электрокотла или мощного сварочного аппарата, тогда в большинстве случаев генератора мощностью до 3 кВт вполне хватит. Однако при использовании электрического отопления может понадобиться мощный трехфазный генератор до 10 кВт.
Напряжение
Генератор может иметь розетки, от которых можно запитать приборы следующего напряжения:
- 220 В. Все стандартные бытовые электроприборы, которые есть в доме.
- 380 В. Генератор с таким напряжением может понадобиться только для трехфазного отопления, сварочника, работающего от 380 В или зарядки современного электромобиля.
- 12 В. Постоянный ток на выходе 12 В необходим автомобильным аккумуляторам, так что если планируете заряжать аккумулятор где-то в дороге, тогда берите модель с таким DC выходом.
Дополнительные функции
Некоторые модели генераторов могут быть оснащены дополнительными функциями, которые полезны в тех или иных случаях:
Автозапуск (ATS). Функция способна запускать генератор автоматически без действий со стороны человека. Она весьма удобна, если генератор устанавливается в качестве аварийного питания. При отключении подачи электричества в городской сети, генератор автоматически включится, приняв нагрузку от приборов на себя.
- Электростартер. Электростартер позволяет запустить устройство простым нажатием на кнопку. При этом не нужно дергать за «шморгалку», хотя конечно она в каждом генераторе неизменно присутствует.
- Счетчик моточасов. Счетчик показывает общий ресурс часов, отработанных устройством. Благодаря этому вы всегда будете знать, сколько двигатель в работе и пора ли проводить обслуживание. Также эта функция полезна, когда покупаете генератор «с рук» — точно знаете, сколько агрегат отработал.
- USB-порт. При наличии такого разъема вы всегда сможете подзарядить свой смартфон или планшет. Однако во времена «пауэрбанков» данная функция не всегда актуальна и востребована.
Правильно выбираем генератор для дома
На чем еще надо заострить внимание при выборе дизельного генератора для дома? К основным характеристикам относят:
1. Мощность.
Для оценки потребной производительности генератора просто сложить мощности всех потребителей недостаточно. Необходимо учесть, что те из них, в устройстве которых имеются электродвигатели (холодильник, пылесос и пр.), в момент пуска потребляют мощность, превышающую номинальную в несколько раз. Поэтому при суммировании номинальную мощность самого энергоемкого прибора с электромотором необходимо взять в утроенном виде.
Если вы допускаете возможность одновременного включения нескольких потребителей, то утройте в расчете номинальную мощность еще одного, следующего по энергоемкости, прибора.
Смотрим видео, критерии выбора:
Внимательно присматривайтесь к единицам, в которых указывается мощность электростанции. Вольт-амперное значение (например, 10 кВА) соответствует максимально возможной мощности, которую станция сможет поддерживать всего несколько минут (или даже секунд). Предельная номинальная мощность указывается в ваттах (например, 15 кВт), как правило, она составляет 80% от значения в вольт-амперах.
2. Тип генератора.
Все электрогенераторы делятся на две группы:
А) Асинхронные.
Имеют простую конструкцию, и цена на них не особо высокая. Но они отличаются низким качеством генерируемой электроэнергии и неспособностью обеспечивать пусковые токи, необходимые для запуска потребителей с электродвигателями.
Б) Синхронные.
Более качественная, но и более дорогая разновидность генераторов. Легко переносят перегрузки, имеющие место при запуске приборов с электромоторами.
Лучшие производители
С точки зрения покупателей электростанций для дома цена их, конечно, играет определяющую роль. Но не стоит ради экономии приобретать сомнительную продукцию от никому не известных изготовителей, скорее всего, деньги будут потрачены впустую. Доверяйте проверенным компаниям, продукция которых уже опробована и оценена многочисленными пользователями.
Дизельный генератор Yanmar
Лучшими производителями бесщеточных синхронных генераторов считаются компании:
- Leroy Somer (Франция);
- Mecc Alte (Италия);
- Newage Stamford (Великобритания).
В генераторах от японских производителей по большей части применяются щетки, которые нуждаются в периодической замене.
Зато «японцы», в частности компания Yanmar, стали непревзойденными мастерами в производстве маломощных (до 6 кВт) дизельных станций с внушительным ресурсом в 5 тыс. часов. Они же (компания Mitsubishi) неплохо показали себя в изготовлении дизельных двигателей с жидкостным охлаждением для среднемощных генераторов (до 20 кВт).
Из наиболее мощных – от 20 до 180 кВт – прославились дизели JohnDeere (США). Ориентируясь на производство сельскохозяйственных машин, инженеры этой компании научились создавать неприхотливые «всеядные» движки, способные работать в самых тяжелых условиях. Ну а чемпионом по продолжительности безотказной работы можно считать дизель-генераторы компании Perkins (Великобритания), ресурс которых достигает 40 тыс. часов.
Смотрим видео о модели дизель-генераторы компании Perkins:
Также следует отметить продукцию компаний Hatz (Германия), Ruggerini и Lombardini (Италия).
Лучшие 4-тактные бензогенераторы миру подарили компании Honda (Япония) и Briggs&Stratton (США).
Заключение
Если вы купили электростанцию для дома, значит, проблемы с электроснабжением вам больше не страшны. Однако, помните, что долговечность агрегата и уровень качества его работы находится в прямой зависимости от правильности подключения и организации сети. Так что, если с электрикой вы еще не на «ты», советуем пригласить специалиста.
Лучшие дизельные генераторы
Daewoo Power Products DDAE 9000SSE
Данная модель станет отличным выбором для обеспечения электричество строительной площадки или загородного дома.
Генератор сочетает в себе мощные технические характеристики, качественную сборку и доступную стоимость. Агрегат издает минимальное количество шума и вибрации, поэтому не доставляет дискомфорта потребителям.
Управление запуском и отключением осуществляется с помощью цифрового модуля.
Модель оснащена датчиком, который предотвращает поломку двигателя при низком уровне масла. Все необходимые параметры отображаются на дисплее.
Характеристики:
- мощность двигателя — 15 л.с.;
- объем бака — 15 л;
- размер — 890x735x570 мм;
- вес генератора — 148.1 кг;
- уровень шума — 58 дБ.
Достоинства:
- небольшой размер;
- качественная шумоизоляция;
- лаконичный дизайн;
- высокая мощность.
Недостатки:
- ограниченный доступ в моторный отсек;
- большой расход топлива.
Daewoo Power Products DDAE 9000XE
Дизельный электрогенератор снабжен мощным двигателем, обеспечивающим бесперебойное питание большого количества приборов.
Отличается надежностью и эффективной работой. Не перегревается за счет воздушной системы охлаждения и потребляет небольшое количество топлива.
Все необходимые параметры отображаются на дисплее, включая моточасы.
Модель оснащена массивными колесами из цельнолитной резины со стальными подшипниками, который устойчивы к проколам.
Характеристики:
- мощность двигателя — 15 л.с.;
- объем бака — 15 л;
- размер — 740x670x500 мм;
- вес генератора — 114.3 кг;
- уровень шума — 78 дБ.
Достоинства:
- надежный корпус;
- мощный двигатель;
- быстрый запуск;
- долгая работа без дозаправки.
Недостатки:
- нельзя повернуть колеса;
- шумная работа.
Hyundai DHY-6000 LE-3
Простой в эксплуатации электрогенератор с дизельным мотором. Подходит для загородных домов, дач и строительных объектов. Модель снабжена мощным двигателем и системой аварийного отключения при низком уровне масла.
Благодаря вместительному баку устройство длительное время работает с одной заправки.
Генератор снабжен специальной системой, позволяющей сэкономить до 15% топлива и уменьшить объем выхлопов.
Характеристики:
- мощность двигателя — 10 л.с.;
- объем бака — 14 л;
- размер — 750x635x500 мм;
- вес генератора — 116 кг;
- уровень шума — 79 дБ.
Достоинства:
- бесперебойная работа;
- лаконичный дизайн;
- мощный мотор;
- прочный корпус.
Недостатки:
- шумная работа;
- тяжелый вес.
Fubag DS 5500 A ES
Надежный и доступный в цене электрогенератор с мощностью 5 кВт. Используется в качестве основного и резервного источника электроснабжения приборов.
Благодаря дисплею можно контролировать параметры работы.
Агрегат снабжен блоками автоматики, которые стабилизируют напряжение. За счет электростартера работа генератора максимально автоматизирована.
Модель снабжена опорой для уменьшения вибрации при работе, а также двумя розетками для подключения приборов.
Характеристики:
- мощность двигателя — 12,5 л.с.;
- объем бака — 25 л;
- расход топлива — 3.3 л/ч;
- размер — 770x590x475 мм;
- вес генератора — 104 кг;
- уровень шума — 82 дБ.
Достоинства:
- прочный корпус;
- дисплей;
- качественная вентиляция;
- 3 розетки.
Недостатки:
- высокая цена;
- шумная работа.
CHAMPION DG6501E
Генератор снабжен двумя розетками для подключения бытовых приборов номинальной мощностью до 5 кВт. Незаменим в загородных домах и на строительных участках.
Удобен в транспортировке за счет массивных прорезиненных колес и удобных рукояток.
Элементы управления находятся в одном месте, что упрощает процесс использования.
Датчик уровня масла предотвращает поломку двигателя. За счет вместительного бака устройство длительное время работает с одной заправки.
Характеристики:
- мощность двигателя — 8,9 л.с.;
- объем бака — 12,5 л;
- вес генератора — 99 кг;
- уровень шума — 82 дБ.
Достоинства:
- высокая мощность;
- продолжительная работа;
- простой запуск и эксплуатация;
- информативный дисплей.
Недостатки:
- большой вес;
- шумная работа.
Дополнительные устройства для эксплуатации
Важной особенностью солнечной батареи является сильная зависимость ее выходного напряжения и максимального тока от освещенности. Сделав своими руками батарею с расчетным напряжением в 12В, можно будет обнаружить, что ее реальное напряжение будет колебаться от 9В при слабом и косо падающем свете до 18-19В при ярком прямом освещении
Напрямую подключать солнечную батарею к аккумулятору нельзя – это может привести к перезаряду и выкипанию электролита, если используется свинцово-кислотный аккумулятор. Для герметичных гелевых аккумуляторов перезаряд еще более страшен и приводит к необратимому повреждению.
Во избежание перезаряда аккумуляторных батарей используются специальные контроллеры заряда. Наиболее простые схемы просто отключают аккумулятор по мере набора заряда, а сама зарядка идет лишь тогда, когда напряжение на солнечной батарее выше, чем на аккумуляторе (так называемая схема On-Off). По соображениям безопасности отключение зарядки происходит заведомо раньше полного набора емкости, в среднем на 70 процентах. Более совершенные зарядные устройства на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции, также PWM от Pulse Width Modulation) поддерживают заряд аккумулятора практически на 100%, переходя по мере набора емкости в импульсный режим. Самые сложные и дорогие контроллеры MPPT (Maximum Power Point Tracking, отслеживание точки максимальной мощности) также отслеживают и состояние самой батареи, включая ее температуру, для обеспечения максимального КПД.
Китайские контроллеры заряда производства фирм наподобие EP Solar обойдутся недорого по сравнению с самой солнечной батареей: блок 12В/5А стоит около 1100 р., более мощные и совершенные американские блоки Morningstar имеют цену от 8 тысяч рублей.
Но подобное устройство можно собрать и самостоятельно при наличии соответствующих навыков в радиоэлектронике. Ниже приведена простая схема повышающего контроллера, способного обеспечивать заряд аккумулятора от шестивольтовой солнечной батареи:
Для подстройки максимального напряжения на выходе служит подстроечный резистор R2.
Для солнечных батарей, рассчитанных на 12В, можно использовать следующую схему:
Здесь MainLoad– разъем для подключения аккумулятора, AuxLoad– для дополнительной нагрузки, требующей ограничения напряжения (например, зарядное устройство телефона). Достоинство этой схемы – возможность ее использования с различными типами аккумуляторов, определяемыми положением переключателя:
- 1.Обслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор
- 2.Необслуживаемый аккумулятор
- 3.Батарея литиевых аккумуляторов (3 аккумулятора по 4,1 В)