Расчет мощности гелиосистемы
Для того чтобы электроснабжение от солнечных батарей было бесперебойным и стабильным, необходимо провести расчет мощности гелиосистемы. Можно сделать это самостоятельно, но если возникают сомнения и сложности, лучше обратиться к специалисту.
Как выбрать солнечную батарею для дома, чтобы она работала эффективно? Сразу стоит отметить, что во избежание потери мощности и стабильности работы гелиоустановки лучше сразу обзавестись таким устройством, как солнечный трекер. Для оптимальной работы панели должны быть постоянно наклонены под углом 90 градусов (по отношению к Солнцу). Тогда два модуля средних размеров смогут вырабатывать мощность до 100 Вт. При невозможности установки трекера рекомендуется обзавестись механической системой вращения на шарнирах. Ее нужно будет поворачивать 3-4 раза в день.
Расчет показателя мощности системы проводят исходя из того, сколько электричества в киловаттах потребляют в месяц. Допустим, в месяц мы тратим 120 кВт электроэнергии. В месяце 30 дней. 120 нужно разделить на 30. У нас получится 4 киловатта в день. Однако потребление электроэнергии за сутки может быть разным. Например, в какой-то день мы были дома, а какой-то — нет. Также следует учитывать особенности летнего и зимнего периода.
Это означает, что для точного расчета нам понадобится средний показатель в час. Для этого нужно полученные 4 киловатта разделить на 24 (количество часов в сутках). Получаем 166 Вт. Далее проводим расчет исходя из длительности светового дня. Обычно, он длится от 4 до 8 часов, в зависимости от широты и времени года. Необходимо 4 киловатта, которые мы потребляем в течение суток, разделить на 4-5 часов ( усредненный показатель длины светового дня). Итоговая сумма — 800 ватт. Это и есть необходимая нам мощность гелиосистемы. Она покроет все: и освещение, и работу бытовых приборов, и обогрев.
Как уже было отмечено, очень желательно установить солнечный трекер — для того, чтобы батареи накапливали в течение дня необходимые 4 кВт мощности в день. Есть и другой выход из положения: если нет возможности установить ни трекер, ни механическую системы вращения панелей, следует увеличить мощность гелиоустановки в 2 раза. Для этого придется монтировать еще одну панель дополнительно.
Какие бывают панели
Разные образцы приносят различное количество энергии, и перед покупкой солнечной панели необходимо определить цель ее использования, место установки и желаемые параметры. Панели с Алиэкспресс всегда снабжаются содержащим информацию о мощности и технологии производства, но иногда реальное количество выдаваемой энергии отличается от заявленного, поэтому при выборе желательно ознакомиться с отзывами и обзорами на понравившуюся модель.
Все предлагаемые на Алиэкспресс «бытовые» панели можно разделить на несколько групп. Первая — по способу производства:
- монокристаллические;
- поликристаллические;
- аморфные.
По использованному при изготовлении материалу:
- пленочные;
- кремниевые.
По области назначения:
- для мини-электростанций;
- для полевых источников электричества;
- подзарядки портативной техники, и так далее.
По выдаваемой мощности — до 185 Вт и выше.
Рассмотрим представителей этих категорий с Aliexpress.
Как выбирать солнечную батарею для туристов
При выборе портативной солнечной батареи для походов следует учесть несколько факторов.
Мощность
Очень важно, чтобы выбранная модель обладала необходимой мощностью, иначе нет смысла в ее приобретении. Прежде всего нужно просчитать параметры потребления
Соберите все девайсы, которые планируете брать с собой и составьте общее время с минимальной производительностью батареи.
Солнечная батарея удобный источник электроэнергии, но требует благоприятных погодных условий
Самое «прожорливое» устройство станет основной для исходных характеристик туристического устройства.
Для зарядки мобильника с кнопками, повербанка емкостью до 500mah или Action-камеры подойдет модель SP 5 Watt или SP 7 Watt. У этих зарядок есть один USB порт. Выход энергии – в диапазоне от 0,8 до 1,2 ампера.
Для смартфонов, планшетов и внешних аккумуляторов (от 8000 до 12000 mAh) подойдет: Allpowers 10 Watt, Allpowers 14 Watt или Blitzwolf 15 Watt. Эти устройства универсальные, т. к. с помощью них можно заряжать одновременно два устройства. Максимальный ток – от 1,5 до 2,1 ампера.
Если вам нужно подзарядить аккумулятор авто, мини-холодильник, ноутбук или аккумулятор емкостью 12 вольт, следует обратить внимание на: Allpowers 21 WattDC, Allpowers 40 Watt или Allpowers 60 Watt. Также учитывайте длительность похода:
Также учитывайте длительность похода:
- для поездки на 2-3 дня можно взять: Allpowers 10 Watt или Allpowers 14 Watt;
- для похода длительностью около двух недель подойдут модели мощностью от 14 Вт и выше.
Вес и габариты
Если вы планируете поход на автотранспорте или у вас будет возможность нести отдельно батарею, то вес и габариты не играют большой роли. Как правило, ее вес варьируется от 7 до 9 кг. Нести такую систему туристу будет несложно, при условии, что при нем не будет дополнительного груза.
Использование солнечной энергии — поддержание правильной «зеленой» энергетики
Если это будет длительный пеший поход, тогда следует отдать предпочтение компактной модели с небольшим весом, которая с легкостью войдет в рюкзак и не будет занимать много места. Можно взять раскладную модель, которая легко складывается и заряжает одновременно несколько устройств.
Прочность
Выбирайте панель, которая не будет повреждаться под воздействием факторов окружающей среды. Не стоит на этом экономить, эффективность работы такой системы будет равна 100%.
Выбираем мощность солнечных панелей для туризма
Наиболее востребованными для пеших походов являются комплекты мощностью от 10 до 100 ватт. Меньшая производительность не сможет удовлетворить даже минимальные потребности туристов, а большая приведет к сложностям транспортировки.
Если рассмотреть средний показатель в 100 Вт, который допустим для обеих категорий, его производительность в светлое время суток составит:
- 45-50 ватт в сутки с ноября по февраль, или 5-10 ватт ежечасно;
- 200-240 ватт на протяжении дня в сезонных диапазонах март/апрель и сентябрь/октябрь, около 20-50 Вт/час;
- 450-550 Вт/сут. в мае, июне, июле и на 15% ниже в августе.
Для понимания, как можно использовать солнечные панели для туризма такой производительности, приведем примерное потребление энергии наиболее важными на природе устройствами:
- зарядка трех смартфонов / одного power bank – 9-12 Вт/час;
- планшет – 12-13 Вт/час;
- цифровая камера, фотоаппарат – до 15 Вт/час;
- LED лампы для освещения кемпингов либо палаток – 5-8 Вт/час каждая, и т.д.
Методы увеличения реальной производительности
На природе выработка энергии Вашими панелями будет зависеть от ряда факторов. Чтобы «выжать» из мини-электростанции максимум, рекомендуется:
- во время отдыха разворачивать рабочие поверхности панелей по возможности строго перпендикулярно распространению солнечного излучения;
- применять для этого заводские или сделанные из подручных средств подставки;
- не забывать изменять угол наклона фотоэлектрических модулей по мере смещения солнца;
- не допускать падения на ячейки тени;
- следить за чистотой защитной поверхности.
Как рассчитать необходимую мощность солнечных батарей
При выборе гелиопанелей мощность выступает одним из основных параметров данного оборудования, сказывающемся на его стоимости. Подобрать для домашнего использования по данному критерию модуль (соответственно прочие комплектующие) можно несколькими способами:
- определив суточное (почасовое) электропотребление всех имеющихся дома потребителей электроэнергии;
- по величине потребляемой электроэнергии (определяется по электросчетчику).
Чтобы определить суточное потребление электроэнергии домашними электроприборами, необходимо составить их перечень с указанием потребляемой мощности. После следует записать часы (период) и время работы каждого устройства в течение дня.
Умножением времени использования прибора на его мощность удастся рассчитать электропотребление в сутки. Суточное потребление электроэнергии получится сложением потребления всех единиц электрооборудования.
Солнечные панели за световой день по производительности должны покрывать рассчитанную суточную величину электропотребления. Желательно создать запас по мощности примерно 20 %.
Для проведения расчетов удобно все данные занести в таблицу. Её пример:
Пример таблицы для расчета электропотребления
Следует учитывать наличие пиковых часов энергопотребления, чтобы оптимизировать скачки нагрузки путем отключения ненужных во время пика электроприборов. Их поможет выявить записанное потребление по приборам.
По показателям счетчика требуемая мощность панелей рассчитывается упрощенным способом (например, потребление 210 кВт за 30 дней) в следующей последовательности:
- 210 кВт/30 дней = 7 кВт – средний дневной расход, а 7000 Вт/24 часов = 292 Вт (округленно) – это среднечасовое потребление;
- затем величину среднего потребления за день (7 кВт) необходимо разделить на усредненную продолжительность светового дня по региону (определяется широтой местности) – это даст требуемую производительность электростанции в час.
Изложенные выше способы позволяют получить усредненные данные. Более точную информацию даст учет в расчетах среднего числа солнечных дней в каждом месяце, средней продолжительности светового дня по месяцам года, потерь в цепи.
Дом с потребителями электроэнергии
Рассчитав величину электропотребления жилья удобным способом, можно приобрести готовые солнечные электростанции заводского производства либо самостоятельно собрать схему. В последнем случае понадобится правильно подобрать по мощности, рабочему напряжению и способу функционирования аккумулятор, инвертор, контроллер. Цены на устройства варьируются в широком диапазоне. Они зависят от эксплуатационных характеристик и вида оборудования, производителя. Поэтому в вопросе выбора большая роль принадлежит личным финансовым возможностям.
В нижеследующем видеоролике на примере с расчетами показан выбор солнечных панелей и других устройств, необходимых для создания домашней электростанции:
Распространенные мифы о переносных солнечных панелях
Для туриста главное значение имеет масса и объем. Панель не должна создавать сильной нагрузки и при этом должна помещаться в рюкзаке.
Аморфные кристаллы лучше, поскольку способны генерировать ток в сумерках и лучше преобразовывать рассеянный свет. При плохом освещении гибкие панели способны показать лучшую производительность (она выше на 10%). Во время сумерек ни одна солнечная панель не может создавать ток.
Аморфные батареи могут выгорать. Поэтому за год их производительность падает на 10%. Практикой подтверждено, что стационарные гибкие панели, которые работают каждый день, на протяжении 14 лет уменьшили свою мощность только на 4%. Производители гарантируют 20% падение производительности в течение 20 лет. Такая гарантия выполняется на изделия, для выпуска которых были использованы лучшие технологии производства аморфных кристаллов. Одной из таких является технология 3-слойного кремния.
Выпущенная по такой технологии и используемая несколько раз в год, панель будет служить вечно. Если производитель использовал очень простую технологию, то за год аморфные кристаллы действительно могут снизить свою мощность на 10%.
Выгорают те панели, которые выпущены по плохим технологиям. Поэтому надо тщательно изучать информацию о складной переносной батарее.
Можно ли оптимизировать солнечные панели для работы зимой?
Зимой оптимальный угол наклона к горизонту как солнечных батарей, так и солнечных коллекторов будет больше, из-за того, что Солнце зимой более низко над горизонтом. Для того, чтобы получать максимальное количество энергии и зимой, нужно менять угол наклона солнечных батарей или коллекторов. В нашем ассортименте есть специальные монтажные конструкции для солнечных батарей, которые позволяют менять угол наклона в пределах 15-30 или 30-60 градусов. Еще больше энергии можно получить при помощи трекеров, которые следят за ходом Солнца в течение дня. Однако, большинство систем установлены с фиксированным углом наклона (особенно это относится к солнечным коллекторам, т.к. у них сложнее менять угол наклона из-за трубопроводов). Значения углов наклона для максимальной выработки энергии в различные сезоны года и в среднем за год рассматривается в статьях Угол наклона и направление и Натурные испытания оптимального угла установки СБ.
Влияние снега на работу солнечных батарей
Проблемы, которые может причинить снег солнечным батареям, обычно минимальны
Однако, нужно обратить внимание на следующие моменты, если в вашем регионе снежные зимы и у вас на крыше установлены солнечные батареи:. Чистка солнечных батарей от снега – при правильной установке занимает не больше времени, чем расчистка от снега дорожек. Чистка солнечных батарей от снега – при правильной установке занимает не больше времени, чем расчистка от снега дорожек
Чистка солнечных батарей от снега – при правильной установке занимает не больше времени, чем расчистка от снега дорожек
- Все солнечные панели рассчитаны выдерживать определенный вес, и снеговая нагрузка обычно гораздо меньше максимально допустимой. Все солнечные панели тестируются под давлением на производстве, чтобы быть уверенным в их сроке службе и качестве. Посмотрите на характеристики солнечной панели, обычно в спецификации указывается максимальный вес, который может выдержать солнечная панель.
- Если снег закрывает солнечные панели, они не могут производить электричество – но для решения этой проблемы достаточно почистить солнечную батарею специальным оборудованием. Солнечным панелям нужен солнечный свет, чтобы производить электроэнергию. В большинстве случаев солнечные панели устанавливаются под определенным углом, который обеспечивает естественный сход снега с солнечных панелей. Вы можете ускорить этот процесс при помощи ручной очистки снега специальными щетками, которые не повреждают и не царапают солнечные панели.
- Морозная солнечная погода повышает выработку энергии солнечными батареями. Пока светит солнце на панели, они вырабатывают электроэнергию, зимой даже лучше, чем летом. Это значит, за 1 час солнечной погоды ваши солнечные панели зимой выработают больше энергии, чем за тот же час, но летом. Общее количество энергии, конечно же, будет меньше, потому что зимой день намного короче, чем летом, и солнечных дней меньше.
Можно ли надеяться на солнечные батареи зимой?
К сожалению, солнечные батареи и коллекторы не смогут обеспечить вас достаточным количеством энергии в зимнее время. Но некоторые системы работают на удивление эффективно и зимой.
Не надо надеяться на то, что солнечные батареи или коллекторы обеспечат ваши потребности в горячей воде или отоплении, но они помогут существенно сэкономить вам на счетах за электричество. Настолько, что ваша система окупится менее, чем за 10 лет. А если вы не подключены к электросетям и используете генератор для получения электричества, то фотоэлектрическая система окупится за срок от нескольких месяцев до 2-3 лет в зависимости от стоимости топлива и ваших затрат на капитальный ремонт или замену топливного генератора.
Даже с учетом того, что зимой на большей части России приход солнечной радиации снижается, вложения в солнечную энергосистему продолжает оставаться доходным. Более того, есть регионы, где приход солнечной радиации зимой даже больше, чем летом (например, Дальний Восток). В любом случае, солнечные батареи позволяют экономить на платежах за электроэнергию круглый год.
Эта статья прочитана 38877 раз(а)!
Как экономить энергию батареи в походе
К сожалению, не всегда портативное зарядное устройство на солнечной батарее может обеспечить питанием необходимые устройства на все время пребывания в походе. Поэтому, рекомендую запастись дополнительными устройствами для подзарядки и экономии энергии панели.
Солнечные панели могут быть разнообразных видов и размеров
- Для современных устройств (айфонов, планшетов, смартфонов) подойдет портативный аккумулятор-повербанк, который можно зарядить от небольшой солнечной батареи мощностью 5-9 Ватт.
- Для фотоаппарата подойдет емкий повербанк в сочетании с панелью. Также можно использовать универсальное зарядное, а еще лучше – взять в собой несколько запасных аккумуляторов, желательно фирменных, т. к. они дольше держат заряд.
- Для сотовых телефонов и MP3-плееров, которые не требуют много зарядки, достаточно иметь обычный аккумулятор и кабель для подсоединения.
- Чтобы подзарядить Action-камеру, вам понадобиться тот же повербанк и небольшая панель в случае, если вы запланировали длительный поход.
- Для ноутбука понадобиться мощный повербанк, совместимый с напряжением на аккумуляторе вашего устройства.
Что входит в комплектацию
Для осуществления преобразования солнечной энергии в электрическую понадобится установить полноценную гелиосистему. В её состав входят:
- сама солнечная панель (их может быть несколько);
- контроллер уровня заряда (от него зависит продуктивность применения АКБ);
- аккумулятор (он накапливает заряд и обеспечивает автономный режим работы гелиосистемы. Аккумуляторов, как и солнечных панелей, в комплекте несколько штук);
- инвертор ( для преобразования постоянного U в переменное, чтобы можно было пользоваться бытовыми приборами).
Все комплектующие должны соответствовать друг другу как по техническим параметрам, так и по показателю мощности. Предварительный расчет этих показателей поможет значительно упростить и процесс установки, и дальнейшее использование системы.
ТОП-3: Солнечная панель с выходом USB 6,5 W стоимостью 1599 рублей
Обзор
Портативная зарядка нидерландских инженеров, оснащенная USB 6,5 W выходом, изготовлена с применением инновационных технологий, позволяющую заряжать девайсы быстрее, чем делают это аналоги, и эффективнее (на 21%). Поэтому, лишь появившись на рынке, нашла свою аудиторию.
Плюсы
- Малый вес – 216 грамм;
- Достойная производительность – 6,5 Вт;
- Заряжает мобильный за пару часов;
- Пригодна для пополнения энергией блоков питания и таблеток;
- Стандарт – регулируемый;
- Снащена отверстиями для крепления (4 шт.) и кабелем micro USB.
Применение
Любой гаджет – планшет, телефон мобильный, плеер MP3, оборудование навигационное – GPS, ПК, цифровую и видеокамеру, динамик и др., способно зарядить это небольшое устройство, работающее от солнечной радиации. Если энергия накоплена, но необходимости в ней нет в данное время. Она будет хранится, пока возникнет в ней потребность.
Стоимость
Недорого солнечные панели купить можно, воспользовавшись таблицей:
| Где купить | Цена в рублях |
| https://ltmix.ru/portativnaya-solnechnaya-panel-s-vyhodom-usb6-5-w | 1599 |
| https://moskva.regmarkets.ru/solnechnye-batarei-usb/ | уточнять |
| https://goodster.ru/portativnye_solnechnye_paneli/ | по звонку |
Обзор популярных портативных солнечных батарей в разных ценовых сегментах
Среди наиболее популярных решений в бюджетном сегменте выделим портативные солнечные аккумуляторы для смартфонов и iPhone от китайской компании Tollcuudda. В комплект производитель включил не только компактное и легкое устройство (весит чуть больше 200 г) с прорезиненным корпусом, но и карабин, USB-кабель. Есть и дополнительные полезные функции — светодиодный фонарик и два выхода USB. Стоит такая модель порядка 1 000 рублей. В средней ценовой категории эксперты рекомендуют присмотреться к продукции американской компании Goal Zero. Их модель Guide 10 Plus Solar Kit на российском рынке предлагается за сумму около 8 000 рублей, причем стоимость аккумулятора оправдана. Портативная батарея через USB-кабель способна заряжать цифровые гаджеты, а также пальчиковые аккумуляторы. Само устройство можно зарядить не только солнечной энергией, но и от USB-порта другого прибора. При желании эти устройства можно объединять в цепь.
Если расширить критерии поиска и присмотреться к условно портативным солнечным батареям, можно найти еще один неплохой вариант — гибкую панель от китайского бренда Singo Solar. При внушительных габаритах (полметра на метр) устройство имеет мощность 100 Вт, выдает напряжение 18 В, способно работать в широчайшем температурном диапазоне (-20°С…+85°С). Стоимость устройства колеблется в районе 8 000 рублей — отличный вариант для установки на крышу катера или автомобиля.
В премиум-классе также лидирует продукция Goal Zero. В линейке производителя представлены фотоэлементы на монокристаллическом кремнии. Достоинства устройства — увеличенная емкость и способность заряжать разнообразные источники питания. Хороший вариант для кемпингов.
Достоинства портативных зарядок от солнца в походе
Варианты солнечных батарей Солнечная батарея имеет множество преимуществ:
- Солнце есть в любой точке планеты, поэтому данный источник считается доступным и неиссякаемым.
- Экологичность. Они наносят минимальный вред окружающей среде, не имеют вредного воздействия на воздушные массы, не загрязняют воды и не истощают природные ресурсы и считаются абсолютно безопасными для животных и людей.
- Длительный срок эксплуатации. Изнашиваются очень медленно – некоторые модели могут прослужить до 30 лет.
- Независимость. Такой источник можно установить в любом месте или помещении, при этом вы не будете зависеть от поставщиков электроэнергии и цен на топливо.
- Бесплатно. После того, как ваша батарея окупиться, вы будете получать бесплатную энергию для зарядки портативных устройств.
- Широкое разнообразие моделей.
LСреди необязательных, но рекомендованных предметов в рюкзаке, можно назвать рацию. Нужна она вам или нет, станет яснее после прочтения данной статьи: Как выбрать рацию для похода?
