Сонячні батареї: принцип роботи

Ви захотіли купити сонячні батареї для своєї яхти або хочете побудувати сонячну електростанцію на своєму будинку чи на дачі? Нумо розберімось, що входить до складу такої системи.
 
Крім самих сонячних панелей потрібен контролер заряду та акумуляторна батарея. Це найпростіша система, якої вистачить для живлення приладів, що працюють від напруги 12В. А якщо вам необхідно напруга 220В, то знадобиться ще й інвертор.
 
Погляньмо на схему нижче для того, щоб було легше розуміти улаштування сонячної електростанції.
 
 
Сонячна панель
 
На ринку ви можете зустріти полікристалічні та монокристалічні панелі. Вони мають різну технологію виробництва. Полікристалічні панелі дешевше у виробництві, але менш довговічні та менш продуктивні, ніж монокристалічні. Зате полікристал краще сприймає розсіяне світло, що якоюсь мірою підвищує продуктивність системи в похмуру погоду.
Контролер заряду
 
Контролер заряду - це електричний пристрій, який регулює заряд акумуляторної батареї. По суті, це такий кран, який регулює подачу електроенергії, продовжуючи життя акумуляторної батареї, виключаючи її перезаряд або надмірний розряд. Коли акумуляторна батарея заряджена, контролер відключає сонячну панель від АКБ або переходить в режим підтримки заряду.
 
На ринку існують різні види сонячних контролерів, які відрізняються алгоритмами заряду. Найпростіший і дешевий це On / Off контролер і його алгоритм простий, він відключає панель від АКБ при досягненні граничного напруження (це напруження залежить від типу акумуляторної батареї). Недолік цього контролера в тому, що він не регулює режими заряду і не дозаряджає акумуляторну батарею.
 
Далі за складністю і ціною йде ШІМ контролер (PWM в англійській термінології). Залежно від ступеня заряду АКБ він підбирає потрібний режим, тобто має кілька ступенів заряду при яких заряд АКБ поступово і плавно доводиться до 100%. Такий підхід збільшує термін служби акумулятора.
 
Найефективнішим контролером є MPPT контролер (Maximum Power Point Tracking), перекладається як стеження за точкою максимальної потужності заряду. MPPT технологія дозволяє домогтися більшої ефективності шляхом автоматичного пошуку оптимальних параметрів напруги та струму для того, щоб «вичавити» максимальну потужність з сонячної батареї. Це особливо корисно, коли панель частково затінена чи працює в хмарну погоду.
                                           
 
Акумуляторна батарея
 
Акумуляторна батарея - пристрій для зберігання електроенергії. Місткість батарей вимірюється в А * год (в ампер-годинах) і чим більше цей показник, тим більше енергії "поміститься" в акумулятор. Існує безліч типів акумуляторних батарей, які можна використовувати в сонячній енергетиці. Відрізняються вони типом використовуваного електроліту і матеріалу, з якого виготовлені електроди. Їх можна розділити на дві групи - на ті що обслуговуються і на ті що не обслуговуються. До першої групи можна віднести акумуляторні батареї з рідким електролітом, тягові PzS, OPzS. До другої групи AGM, GEL, OPzV, і групу літієвих акумуляторних батарей. Акумуляторні батареї що не обслуговуються не можна використовувати в житлових приміщеннях і поруч з житловими приміщеннями, вони вимагають окремого приміщення з хорошою вентиляцією, через те, що при роботі випаровують шкідливі гази.
 
Кращим рішенням на сьогодні є літієві акумулятори. Попри свою високу ціну, вони набагато довговічніші, ніж, наприклад, AGM, GEL, і мають в кілька разів меншу вагу.
 
 
Інвертор
 
Інвертор - перетворювач напруги з постійного 12, 24 або 48 вольтів в змінне 220 вольтів. Автономні інвертори можуть відрізнятися якістю сигналу змінного струму на виході. Наприклад, для того щоб забезпечити живлення холодильнику або будь-якого електродвигуну, знадобиться інвертор з правильною синусоїдою. Найдешевші, як правило, автомобільні інвертори видають модифіковану синусоїду, що цілком достатньо для живлення ноутбуків, нагрівальних елементів.
 
Комбінований пристрій: інвертор + контролер заряду + інвертор дозволяє зібрати повноцінне джерело безперебійного живлення і використовувати електроенергію від стаціонарної мережі разом із сонячною.
 
Сонячні електростанції для більш складних завдань
 
Сонячні електростанції можуть працювати й без акумуляторів, відразу скидаючи перетворену енергію в мережу. Такі сонячні електростанції використовуються для "зеленого" тарифу або для заміщення власного споживання від мережі. У них використовуються мережеві інвертори, які синхронізуються з мережею, і працюють тільки при наявності струму в мережі.
 
Ще один тип сонячних електростанцій, про який варто згадати - це гібридні СЕС. У них застосовується гібридний інвертор і такі станції об'єднують в собі функції автономних і мережевих. Що зручно, у випадках, коли пропадає мережа. Такі станції можуть не тільки запасати енергію, але і продавати за "зеленим" тарифом.
   
 
Детальніше про різновиди сонячних електростанцій у нас є окремі статті.
 
Якщо вам складно розібратися у всьому різноманітті пристроїв, то наші фахівці безкоштовно з задоволенням допоможуть підібрати для вас оптимальний комплект для побудови вашої власної сонячної електростанції. Телефонуйте:
 
(098) 180-99-00
(050) 180-99-00
(093) 170-16-46