Устройство и принцип работы солнечных батарей

Е-ветерок.ру
Энергия ветра и солнца

>Разделы сайта

Мой небольшой опыт

Разные мои самоделки

Расчёт и изготовление лопастей

Изготовление генераторов

Готовые расчёты ветряков

Дисковые аксиальные ветряки

Из асинхронных двигателей

Ветряки из авто-генераторов

Вертикальные ветряки

Парусные ветрогенераторы

Самодельные солнечные панели

Аккумуляторы

Контроллеры инверторы

Альтернативное эл. статьи

Личный опыт людей

Ветрогенераторы Ян Корепанов

Ответы на вопросы

>Последние записи

> Тест lifepo4, зависимость напряжения и ёмкости

> Активный балансир для литиевых АКБ

> Дешёвый электро-велосипед

> Контроллер ФОТОН 150/50 MPPT WI-FI

> Отчёт о состоянии электростанции весна 2019

> Инвертор SILA +MPPT

> Гибридные инверторы SILA

> Реле напряжения XH-M609

> DC 300V 100A ваттметр

> ZT-X RM409B True-RMS цифровой мультиметр

> Электровелосипед, передний привод на my1016

org/Breadcrumb»> Главная

>Альтернативное электричество — статьи

Приветствую вас на сайте е-ветерок.ру — я не буду грузить вас ненужной информацией о структуре солнечных элементов и полупроводников, о том что они состоят из выращенных кристаллов кремния, которые являются кварцевым песком, прочей химией и физикой. Об этом вы можете почитать здесь О солнечных панелях Давайте сразу перейдём к конечному продукту и его характерристикам.

Солнечная батарея представляет из себя «пирог», который спекается при высокой температуре.

1. выкладывается рама из анодированного алюминия

2. вначале ложится специальная антибликовая плёнка

3. на неё ложится стекло (закалённое 4мм)

4. на стекло выкладывается специальная прозрачная плёнка (EVA)

5. сверху на плёнку укладываются предварительно распаянная цепочка из солнечных элементов

6. далее укладывается второй слой плёнки EVA

7. последний слой это непрозрачная белая плёнка

Этот пирог отправляют в печь, где всё это спекается — склеивается. Плёнка намертво расплавляется и прилипает к стеклу, элементы полностью герметизируются внутри, прикрываясь плотно к пленкам с обеих сторон.

8. после спекания присоединяется распределительная коробка

9. присоединяются провода

>

Солнечная батарея состоит из солнечных элементов, это фотоэлектрические модули (ФЭМ), их можно назвать ячейками. Ячейки в солнечной батарее соединяются последовательно, чтобы увеличить напряжение батареи до требуемого, так-как напряжение одной ячейки составляет всего 0,6V. А для зарядки 12-ти вольтового аккумулятора требуется как минимум 14 вольт. Но напряжение солнечного элемента зависит от освещённости, и чтобы напряжение даже в пасмурную погоду было выше 14 вольт, количество ячеек в батарее обычно равно 36. Напряжение холостого хода при этом 21.

6 вольта. Бывают батареи с с другим количеством ячеек, для систем на 24 вольта изготавливаются солнечные панели на 72 ячейки, а так-же на 60 ячеек.

Один солнечный элемент выдаёт напряжение максимум 0,6 вольт, но достаточно большой ток. Например ячейка размером 156×156мм с эффективностью 17% даёт ток короткого замыкания порядка 9А. Максимальная мощность одного элемента будет при просадке напряжения до 0,47-0,50 вольт. Таким образом батарея состоящая из 36 элементов будет максимально эффективна при напряжении 17-18 вольт. При этом ток под нагрузкой будет составлять чуть более 8 Ампер, а мощность порядка 150 ватт.

Но если мы используем простой PWM контроллер зарядки АКБ, то напряжение будет равно текущему напряжению аккумулятора. А если напряжение достигнет 14 вольт, то контроллер будет отключать солнечную батарею чтобы аккумулятор не перезарядился. Это я к тому что при заряде напряжение солнечной панели не 17-18 вольт, а 13-14 вольт, а это значит что батарея выдаёт не всю свою мощность, так-как ток она даёт всего 8А, отсюда 14*8=112 ватт. Таким образом 30% энергии просто теряется.

Такую-же мощность (112 ватт) можно получить если бы в солнечной батарее было не 36 элементов, а 28 элементов. При солнце была-ба такая-же мощность что и с 36 элементов, да хоть с 72 элемента, так-как ток не может быть больше 8 ампер, а напряжение проседает до напряжения АКБ. Но тогда в пасмурную погоду не будет зарядки, так-как напряжение упадет и будет ниже напряжения АКБ. Только для стабильной зарядки ставят лишние 8 солнечных элементов в батареи. Чтобы снимать до 98% энергии с солнечной батареи ставят MPPT контроллеры, которые держат панель в точке максимальной мощности и получаемую энергию преобразуют снижая напряжение на выходе и повышая ток. Так на входе контроллера будет 18 вольт и 8А, а на выходе 14 вольт и 10 Ампер.

Выпускают солнечные батареи и на 60 элементов, напряжение холостого хода которых 36 вольт, они предназначены для АКБ на 24 вольта, или если соединить две последовательно то для систем на 48 вольт. Такие батареи получаются дешевле, но в пасмурную погоду отдача панелей ниже чем у панелей состоящих их 72 элемента, и если совсем пасмурно то зарядки не будет. Но хочу отметить что в пасмурную погоду мощность солнечных батарей падает в 15-20 раз. И например если при солнце вы получали 100 ватт*ч энергии, то при затянутом облаками небе вы получите всего порядка 5 ватт. Я думаю нет особого смысла переплачивать на 30% больше за солнечные батареи чтобы в пасмурную погоду иметь такое небольшое преимущество. Хотя лучше всего чтобы снимать 98% энергии использовать MPPT контроллер.

Многие спрашивают что лучше, монокристаллические батареи или поликристаллические?

Монокристаллические панели немного дороже так-как в их производстве ячеек используется кремний высокой очистки, до 100%, и процесс образования кристаллов происходит при 1300°. КПД монокристаллических панелей немного выше, и кристаллы в ячейках направлены строго параллельно, и однородны. От этого максимальный КПД только при прямых солнечных лучах, а при свечении под углом КПД значительно падает.

Поликристаллические ячейки производятся методом осаждения паров кремния при температуре 300°, и кристаллы усаживаются неравномерно, и направлены в разные стороны. Из-за этого ниже КПД, но они лучше работают при рассеянном свете, и высоких температурах.

Но разница совсем незначительна, и зависит от качества самих ячеек, их светочувствительности и других факторов. В итоге разница не превышает 5%, и это заметно только в пасмурную погоду. Или при очень острых углах падения солнечных лучей.

Как правильно выбрать солнечные батареи

Мы не так часто в нашей жизни покупаем солнечные батареи или устанавливаем солнечную электростанцию у себя на крыше. И правильно подобрать такое дорогостоящее оборудование одновременно ответственная и сложная задача для покупателя. Давайте попробуем разобраться в некоторых нюансах и возможных подводных камнях перед желанной покупкой.

В первую очередь, необходимо обратить внимание на технические характеристики солнечного фотомодуля. Основные из них перечислены ниже. Также, необходимо проверить качество изготовления и отсутствие визуальных дефектов на фотоэлементах, защитном стекле, ну и конечно, раме солнечного модуля.

Как определить, какое напряжение у модулей?

В последние годы на рынке появились солнечные панели с нестандартным напряжением, которые предназначены для работы в последовательных высоковольтных цепочках. С легкой руки непрофессиональных продавцов, появилась путаница с указанием номинального напряжения солнечных модулей. Мы возьмём на себя смелость и постараемся дать несколько советов, как определить, какое напряжение у солнечной батареи.

Различают несколько напряжений, которые указываются в параметрах солнечных панелей.

1. Напряжение в точке максимальной мощности (ТММ). Это напряжение при работе модуля с максимальной эффективностью, т.е. когда он выдает свою пиковую мощность при стандартных тестовых условиях (STC). Это напряжение указывается в спецификациях модулей.
   Нужно учитывать, что измерить напряжение ТММ не так просто. Более того, очень часто нагрузка или аккумуляторные батареи заставляют работать солнечный модуль при напряжении, отличном от напряжения ТММ (обычно на несколько вольт ниже). Номинальная мощность равна произведению напряжения в точке максимальной мощности на ток в ТММ.
2. Напряжение холостого хода. Напряжение холостого хода измеряется на клеммах солнечной панели без нагрузки, т.е. когда ток равен нулю. Это напряжение указывается в спецификациях на солнечных модуль. Напряжение холостого хода важно для определения максимально возможного напряжения, которое может выдавать модуль и солнечная батарея, собранная из нескольких модулей. Используя коэффициент температурной коррекции напряжения можно вычислить максимально возможное напряжение солнечного модуля при низкой температуре. Это напряжение не должно превышать максимально допустимого напряжения контроллера или инвертора.
3. Номинальное напряжение. Это напряжение используется для классификации и различения модулей. Этот параметр пришел к нам со времен, когда солнечные панели использовались только для заряда аккумуляторных батарей. Это напряжение часто не указывается в спецификациях солнечной панели. Параметр номинального напряжения был введен для облегчения подбора солнечных панелей к аккумуляторам. Например, 12 В аккумуляторы нужно заряжать солнечной панелью с номинальным напряжением 12 В, а батарею 24 В — солнечной панелью с номинальным напряжением 24 В.
   Здесь ситуация аналогичная напряжениям, указываемым для аккумуляторов. Как известно, для заряда аккумулятора номинальным напряжением 12 В нужно зарядное устройство с напряжением примерно до 15 В. Поэтому 12-ти вольтовая солнечная панель должна выдавать такое напряжение при различной температуре.
   Поэтому, даже несмотря на то, что напряжение в ТММ солнечной панели равно 17 В, она будет заряжать аккумулятор при 14 В, а инвертор питать при 10-15 В, но все эти элементы будут иметь номинальное напряжение 12 В. Таким образом, для потребителя облегчается задача подбора оборудования, совместимого друг с другом.
   Такой подход прекрасно работал до появления MPPT контроллеров и сетевых фотоэлектрических инверторов. Технология MPPT (поиска точки максимальной мощности солнечной батареи, англ. maximum power point tracking) позволяет «отвязать» напряжение солнечной батареи от номинальных напряжений инвертора и аккумулятора.
   Сетевые инверторы и MPPT контроллеры позволили производителям солнечных панелей ориентироваться на размер панелей и их мощность, а не на напряжение. Так появились модули, напряжение которых совершенно не связано с напряжениями на аккумуляторах.

Напряжение солнечной батареи определяется количеством соединенных последовательно солнечных фотоэлементов. Каждый элемент имеет рабочее напряжение чуть менее полвольта. В настоящее время есть модули с количеством элементов 36 шт., 48 шт., 54 шт., 60 шт., 72 шт., 96 шт. и 120 шт. Самые распространённые панели с количеством фотоэлементов 36 шт. , 60 шт. или 72 шт. В таблице ниже приведены основные напряжения этих солнечных панелей.

При покупке модулей для автономной системы с аккумуляторами обращайте внимание на напряжение модуля. В последнее время массово производятся модули высокой мощности с нестандартным номинальным напряжением 20 В. Такие модули обычно используются совместно с сетевыми фотоэлектрическими инверторами или с MPPT контроллерами заряда. Если вы хотите удешевить систему за счет менее дорогого ШИМ контроллера, выбирайте модули с номинальным напряжением 12 В или 24 В.

Температурная коррекция напряжения

Напряжение при возможных низких рабочих температурах модуля важно знать, для того, чтобы правильно подобрать солнечный контроллер или инвертор. Как известно, напряжение солнечной батареи растет при понижении температуры. Температурный коэффициент обычно указывается в спецификациях солнечного модуля.

На что обращать внимание при выборе солнечных панелей для вашей солнечной электростанции?

Цена против качества

Кроме того, что не все производители и солнечные модули одинаковы, есть еще ряд параметров и факторов, на которые следует обратить внимание при принятии решения о покупке и при выборе поставщика. Только лишь цена на модули не должна быть определяющим фактором.

Проблемы и ухудшение параметров солнечных модулей может быть вызвано следующими факторами:

• Качество солнечного элемента — его эффективность может быть разной. Это зависит от множества его параметров — шунтового и последовательного сопротивлений, шумовых токов, обратного сопротивления и т.д. Многое зависит от качества производства солнечного элемента и качества применяемых при его производстве материалов и оборудования. Известны проблемы практически на каждом этапе производства элемента — начиная от качества применённого кремния, до качества применяемых контактных паст и припоя. Мы в данной статье не будем рассматривать эти проблемы, это предмет для отдельной большой статьи.
• Качество пайки солнечных элементов. При некачественной пайке возможен локальный перегрев контакта и его прогорание.
• Качество EVA пленки, которая расположена между элементами и стеклом. Старение кристаллических солнечных модулей в основном связано со старением и помутнением этой пленки. Некачественная пленка может начать мутнеть и разрушаться уже через несколько лет. Хорошая пленка будет служить 30 и более лет, при этом ее помутнение (и, следовательно, потеря мощности модулем) не будет превышать 25-30%
• Качество герметизации модуля и качество задней защитной пленки. Задняя пленка защищает модуль от попадания влаги. В любом модуле происходит диффузия влаги через пленку. Если качество пленки хорошее, то вся влага, которая попадает внутрь модуля, при его нагревании на солнце, выводится наружу. Если же пленка некачественная, то влаги попадает больше, чем может выйти при нагреве, остаточная влага накапливается внутри модуля и разрушает контакты и контактную сетку элементов. Это приводит к преждевременному выходу модуля из строя.
• Качество алюминиевой рамы. Здесь все понятно: некачественное анодирование может приводить к окислению рамки и ее коррозии. К счастью, этот дефект больше визуальный и вряд ли приводит к преждевременному выходу модуля из строя. Хотя, в некоторых случаях (например, при установке модулей на мачтах, где возможны сильные ветровые нагрузки или там, где среда агрессивная) ускоренная коррозия металла может приводить к его разрушению под нагрузками.
• В последнее время появились солнечные модули с двойным стеклом, т.е. вместо задней защитной пленки применено стекло. Такие модули имеют ряд преимуществ.

Крыша веранды изготовлена из солнечных панелей с двойным стеклом

Толеранс

Под толерансом подразумевается отклонение реальной мощности модуля от паспортной. Толеранс может быть, как положительным, так и отрицательным. Например, модуль c паспортной мощностью 280 Вт может иметь мощность 275 Вт — это будет означать, что данный модуль имеет отрицательный толеранс. Положительный толеранс означает, что солнечная панель не только гарантированно будет иметь при стандартных тестовых условиях выходную мощность 290Вт, но и даже больше.

Температурный коэффициент

Температурный коэффициент отражает, какое влияние на выходные ток и напряжение модуля будет иметь повышение или понижение температуры модуля. Как известно, напряжение и мощность модуля при повышении температуры уменьшаются, а ток повышается. Чем меньше температурный коэффициент изменения мощности, тем лучше.

Эффективность преобразования солнечного света

C этим понятно — чем больше КПД, тем меньшая площадь модулей потребуется для генерации одинаковой мощности и энергии.

Срок службы и гарантии

Заявленный срок службы солнечной панели важен по нескольким причинам. Он может отражать уверенность производителя в качестве произведенной продукции. Солидные производители имеют гарантию 25 лет на 80-90% мощности модуля, а также 5 и более лет на механические повреждения.

Однако, нужно учитывать, что гарантия действует до тех пор, пока существует производитель или импортер. Здесь уже «как карта ляжет» — в последние годы из солнечного бизнеса ушли компании, которые, казалось, будут в нем еще очень долго. Но тем не менее, общее правило остается — покупайте у продавцов и производителей, которые давно на рынке и устойчиво «плывут» в бурном потоке рынка. Так как мало кто покупает модули напрямую от производителя, важно правильно выбрать продавца или установщика, которые обеспечат вам правильный выбор и режимы работы вашей системы солнечного электроснабжения.

Размеры и мощность

Стоимость модуля зависит от его мощности прямо пропорционально. Однако, чем больше единичная мощность модуля, тем меньше будет его стоимость за ватт. Поэтому, если вам нужна определенная мощность, то лучше ее набрать большими модулями, чем маленькими — это будет и дешевле, и надежнее, т.к. у вас будет меньше соединений. Также, стоимость за ватт модулей со стандартным напряжением 12/24 В обычно выше, чем с нестандартным количеством элементов в модуле 48 или 54. Для последних при заряде аккумуляторов нужен более дорогой MPPT контроллер.

Тип солнечных элементов, примененных в модуле, также определяет его размер. Поэтому сначала посчитайте, какая мощность вам нужна для снабжения энергией вашей нагрузки, потом посмотрите, хватит ли вам места для размещения такого количества модулей. Может потребоваться выбрать более дорогие, но более эффективные модули, для того, чтобы обеспечить все ваши потребности в энергии. Не забывайте, кстати, что перед проектированием системы солнечного электроснабжения нужно принять все возможные меры по энергосбережению.

Пиковая мощность всех модулей измерена при стандартных тестовых условиях:
Масса воздуха AM=1.5, радиация E=1000 Вт/м² и температура фотоэлектрического элемента T_c=25°C. Такие условия при реальной работе модулей не существуют — модули нагреваются обычно до 40-60 градусов, освещенность почти всегда ниже 1000 Вт/м² (исключение составляют морозные ясные дни). Поэтому многие производители также дают характеристики модулей при NOCT (normal operation conditions) — обычно для температуры модуля 45-47 °C и освещенности 800 Вт/м², при этом выработка модулей примерно на 25-30% ниже пиковой. В морозный ясный день выработка модулей может доходить до 125% от пиковой.

Типы солнечных элементов: монокристаллические, поликристаллические, аморфные и другие.

Основные типы солнечных элементов, которые сейчас массово продаются на рынке, следующие:

• Монокристаллические. Имеют наибольшую эффективность и удовлетворительные температурные коэффициенты.
• Поликристаллические. В настоящее время наиболее популярные, т.к. имеют меньшую стоимость за ватт при примерно таких же характеристиках, как монокристаллические. Последние улучшения в технологии поликристаллических модулей брендовых производителей привели к тому, что их параметры могут быть даже лучше, чем у монокристаллических модулей noname производителей/сборщиков панелей.
• Аморфные (тонкопленочные). Используют наименьшее количество кремния. Имеют примерно в 2 раза меньший КПД по сравнению с кристаллическими модулями. К преимуществам можно отнести низкий температурных коэффициент (т.е. при нагревании мощность таких модулей падает незначительно) и большую чувствительность при низких освещенностях.
• CIGs — тонкопленочные модули из кадмий-индий-галлий теллурида. Многообещающая технология, но массового распространения пока не получила. Делают такие модули всего несколько производителей, и цена на них за ватт обычно выше, чем на массово выпускаемые модули из кристаллического кремния.

В последние годы появились солнечные модули, изготовленные с применение новых технологий: PERC, гетероструктурные и т.п. Они имеют больший КПД и улучшенную эффективность. Пока их стоимость превышает стоимость стандартных кристаллических модулей с токосъемными шинами, но технология совершенствуется и рынок постепенно переходит на новые типы модулей, цена которых снижается.

Какие же модули, из перечисленных выше, работают лучше? В последнее время появилось много мифов и необоснованных заявлений насчет того, что какой-то из этих типов модулей работает лучше, чем другие. Некоторые уверяют, что поликристаллические элементы лучше работают при низкой освещенности и в пасмурную погоду. Другие утверждают то же самое, но для монокристаллических элементов. Были даже версии, что поликристаллические элементы лучше преобразуют рассеянный свет, потому что кристаллы в них «повернуты в разные стороны».

Анализ результатов тестирования сотен модулей показывает, что модуль хорош не тот, который моно или поли, а тот, который сделан качественно. Результаты тестирования модулей по PTC (которые ближе к реальным условиям эксплуатации модулей) показывают, что некоторые монокристаллические лучше, чем некоторые поликристаллические, а некоторые поликристаллические лучше, чем некоторые монокристаллические. Этот факт также подтверждают многочисленные результаты сравнений модулей конечными пользователями — можно найти как «доказательства» преимуществ моно перед поли, так и преимуществ поли перед моно. Однако большинство монокристаллических модулей немного лучше работают при нагреве — это подтверждает анализ большого количества данных по PTC мощности солнечных модулей различных производителей.

Что является фактами, так это следующее:

• Монокристаллические модули обычно имеют больший КПД при STC, т.е. можно получить больше мощности с единицы площади солнечной батареи при ярком солнце.
• Монокристаллические модули имеют меньшую деградацию со временем.
• Монокристаллические модули дороже за ватт.
• На эффективность стандартных модулей в общем случае влияет количество токосъемных шин. Чем их больше, тем лучше работают солнечные элементы. Солнечные элементы с 4 шинами (4BB) постепенно вытеснены элементами с 5 шинами (5BB). Эффективность их выше, чем у элементов с 3 или 4 шинами, но сравнивать при этом нужно элементы производителей одинакового уровня. Хороший (брендовый, Tier1) производитель делает модули с 4BB элементами лучше, чем noname или Tier3 c 5BB.
• Солнечные элементы, изготовленные по новой технологии (PERC, гетероструктурные и др.) имеют КПД примерно на 10-15% выше. Т.е. в размере стандартного 260-280Вт модуля можно получить до 320Вт.

Так что еще раз повторим — если хотите получить солнечные панели с прогнозируемыми параметрами — покупайте брендовые, с указанием реального производителя. Этот производитель должен быть в списке протестированных независимыми лабораториями или рекомендован независимыми агентствами.

На этом пока всё. И не забывайте поделиться прочитанным со своими друзьями!

Диаграмма напряжения батареи: Батареи, заряжаемые солнечными панелями

Проверка состояния заряда вашего банка солнечных батарей

Солнечные панели — это значительные инвестиции, но они могут со временем окупиться как источник энергии, который выживает в автономном режиме. Для автономных систем требуется блок солнечных батарей с батареями глубокого цикла для хранения произведенной электроэнергии. Эти батареи необходимы для вашей солнечной энергетической системы, поэтому очень важно заботиться о них и обеспечивать их эффективную работу.

Конечно, батареи солнечных батарей и их заряд не являются (пока) общеизвестными, поэтому их обслуживание или решение проблемы может быть проблемой. Они также дороги, и одно только обслуживание заставляет некоторых людей задуматься – как еще я могу получить чистую энергию в своем доме с меньшими затратами?

Как я могу использовать чистую энергию для основного электричества?

Важно помнить, что вы сами контролируете потребление электроэнергии в вашем доме — факт, о котором многие из нас забывают. Если ваш дом полностью не подключен к сети, вы полагаетесь на коммунальную компанию, которая предоставит вам электроэнергию и взимает с вас плату за использование электроэнергии.

Знаете ли вы, что вам не нужно платить за электроэнергию, работающую на угле, если вы этого не хотите? Во многих штатах вам не нужно платить за угольное электричество или каждый месяц ждать непредсказуемого счета. Мы революционизируем способы выбора и оплаты нашей энергии, поэтому гигантские и дорогие системы, такие как солнечные батареи, не нужны для того, чтобы приносить пользу миру.

Мы даем нашим клиентам возможность выбрать экологически чистую энергию и план подписки, который им подходит. Это означает стабильный ежемесячный счет, без непредвиденных сборов или беспокойства о том, что вы наносите ущерб окружающей среде. Если вы хотите узнать больше о том, как мы можем вам помочь, нажмите здесь .

Не уверены, подходят ли вам возобновляемые источники энергии? Прочтите последние обзоры Inspire Energy  , чтобы узнать, как мы помогли клиентам сделать переход.

Если у вас уже есть солнечная система, то в этой статье мы ответим на все самые распространенные вопросы, которые мы слышим о солнечных батареях, и расскажем, как измерить уровень заряда вашего банка солнечных батарей  в вашем доме .

Как долго работают солнечные батареи?

Срок службы солнечной батареи обычно составляет от 5 до 15 лет. Однако, если за ними хорошо ухаживать, срок их службы может быть увеличен до 25 лет, что соответствует среднему сроку службы солнечной панели .

Вы должны знать, что срок службы солнечной батареи значительно зависит от экстремальных температур. Некоторые батареи имеют встроенную защиту от этих температур, но если у вас ее нет, вам необходимо принять необходимые меры предосторожности.

Когда солнечная батарея подвергается воздействию температуры ниже 30°F, для достижения максимального заряда ей требуется более высокое напряжение. И наоборот, когда температура превысит 90˚F, солнечная батарея начнет перегреваться, и поэтому необходимо будет снизить напряжение, чтобы она не перегрузилась. Возникновение любой из этих ситуаций, пусть даже временное, влияет на срок службы батареи.

Ваша батарея глубокого разряда прослужит дольше, если глубина разряда (DOD) не будет опускаться ниже 50% до ее перезарядки.

Что такое батарея глубокого разряда?

Батарея глубокого разряда состоит из группы отдельных 2-вольтовых элементов, в которых накапливается энергия, вырабатываемая фотогальваническими сетями (т. е. солнечными панелями). Ячейки внутри батареи глубокого цикла преобразуют неиспользованную электрическую энергию в химическую энергию, которая затем преобразуется обратно в электрическую энергию только тогда, когда это необходимо. Эти батареи известны как «вторичные батареи», потому что их можно перезаряжать и использовать снова и снова в течение многих лет.

Как измерить заряд солнечной батареи?

Заряд солнечной батареи измеряется состоянием заряда (SOC) — иначе называемым напряжением внутри батареи. Если вы хотите узнать, как проверить уровень заряда вашей солнечной батареи, просто продолжайте читать!

Каков уровень заряда батареи?

Уровень заряда показывает, сколько заряда осталось в одной батарее глубокого цикла или в группе солнечных батарей. Напряжение состояния заряда немного различается в зависимости от типа используемой батареи глубокого разряда. Это может быть герметичная или залитая свинцово-кислотная батарея, гелевая батарея или батарея AGM, и она будет различаться для разных марок.

Возраст батареи, а также погодные или климатические условия также влияют на SOC батареи, поскольку они в конечном итоге приводят к снижению полного объема заряда, который может удерживать батарея. Вот почему важно регулярно проверять SOC, чтобы вы могли убедиться в исправности каждой батареи глубокого цикла в вашем банке солнечных батарей.

Как проверить уровень заряда аккумулятора?

Если у вас нет регулятора напряжения или контроллера заряда солнечной батареи, самый простой способ проверить уровень заряда батареи — с помощью мультиметра. Многие свинцово-кислотные аккумуляторы снабжены съемной крышкой, позволяющей измерять удельный вес с помощью ареометра, что является наиболее надежным способом определения уровня заряда. Это то, что говорит вам о напряжении SOC в каждой ячейке батареи.

Убедитесь, что вы снимаете показания SOC батареи только тогда, когда она не заряжается. Другими словами, ночью или в темный день. Это означает, что вы можете получить более точные показания, чем если бы батарея заряжалась.

Как заряжать солнечные батареи?

Солнечные панели заряжают аккумуляторы глубокого цикла с помощью контроллера солнечного заряда. Контроллер следит за тем, чтобы максимально возможная мощность солнечных панелей передавалась в аккумуляторы без перезарядки.

Блок солнечных батарей будет потреблять необычно высокое напряжение при первой зарядке, так как SOC батареи находится на самом низком уровне. По мере того, как батарея глубокого разряда поглощает все больше и больше заряда, скорость зарядки будет замедляться до тех пор, пока она не будет полностью заряжена.

Если по какой-либо причине вы хотите зарядить аккумулятор без использования солнечной панели, вы можете сделать это с помощью стандартного сетевого зарядного устройства.

Как долго заряжаются солнечные батареи?

Время, необходимое для зарядки солнечной батареи, зависит от типа используемой батареи глубокого цикла и ее размера.

Как правило, солнечная панель, вырабатывающая 1 ампер электроэнергии, полностью заряжает аккумулятор за 5-8 часов при ярком солнечном свете, но это время может быть увеличено при изменении угла наклона солнца или при облачной погоде.

Как узнать, заряжается ли моя солнечная панель?

Если у вас есть контроллер заряда от солнечной батареи, он покажет вам, сколько электричества вырабатывается солнечной панелью, а также сколько тока вырабатывается.

Если же у вас нет контроллера заряда от солнечной батареи и ваша батарея напрямую подключена к солнечной панели, вам нужно будет проверить, заряжается ли она альтернативным способом. Как мы говорили выше, именно здесь вам понадобится цифровой мультиметр для измерения напряжения постоянного тока с помощью щупов, одного красного и одного черного.

Три простых шага, чтобы узнать, заряжается ли ваша солнечная панель:

1. Во-первых, вы должны измерить напряжение самой солнечной панели. Подсоедините красный щуп к положительной клемме, а черный щуп к отрицательной клемме, установив мультиметр на настройку напряжения постоянного тока. Если он работает правильно на солнце, он будет показывать напряжение от 10 до 17 вольт, но если напряжение не показывается, может быть проблема с подключением на самой солнечной панели.
2. Далее следует измерить напряжение в точке подключения солнечной панели к аккумулятору. Вам нужно будет отключить аккумулятор и измерить напряжение проводов. Этот уровень напряжения должен быть немного меньше, чем напряжение, измеренное на реальной солнечной панели, но если показания напряжения отсутствуют, возможно, произошел обрыв соединения вдоль проводов.
3. Наконец, вы можете измерить напряжение самой батареи с отсоединенными проводами. Запишите это напряжение. Соберите свою солнечную батарею обратно и дайте ей зарядиться, а затем снова измерьте напряжение в конце дня. Если напряжение увеличилось по сравнению с вашим первым измерением, это означает, что батарея заряжается успешно.

Можно ли перезарядить аккумулятор с помощью солнечной панели?

Да, вы можете перезарядить аккумулятор с помощью солнечной панели. Большинство фотогальванических панелей на 12 В будут производить от 16 до 20 вольт, а большинству аккумуляторов глубокого цикла для полной зарядки потребуется всего от 14 до 15 вольт. Как мы уже упоминали выше, контроллер солнечного заряда используется для предотвращения перезарядки аккумулятора.

Как проверить блок солнечных батарей?

Рекомендуется регулярно проверять состояние вашей солнечной батареи, и есть несколько способов сделать это:

Первый способ сделать это самый простой: во-первых, зарядите батареи глубокого цикла в вашей солнечной батарее. аккумулятор полностью. Затем проверьте напряжение каждой батареи с помощью мультиметра и запишите каждый уровень, затем оставьте их без подключения к любой солнечной панели на несколько дней. По истечении этого времени снова проверьте напряжение каждой батареи в вашей солнечной батарее. Если напряжение внутри аккумулятора уменьшилось без использования, это означает, что он имеет дефект, скорее всего, один из элементов в нем перестал работать.

Кроме того, вы можете протестировать каждую батарею в своем блоке солнечных батарей, прикладывая нагрузку к каждой из них, это может быть что-то вроде лампочки или обогревателя. С помощью этого метода вам необходимо записать начальное напряжение батареи, затем подключить нагрузку и оставить ее работать в течение 30-90 секунд, а затем повторно записать напряжение батареи. Сравните вторую запись со всеми батареями в вашем банке, и любая батарея с неисправностью покажет более значительное падение напряжения, чем другие.

Зачем обслуживать батарею солнечной батареи?

Если ваш блок солнечных батарей обслуживается правильно, вы можете получить максимальную отдачу от вашей системы солнечной энергии, чтобы она прослужила долгие годы. Это не только возобновляемый источник энергии и, следовательно, полезный для окружающей среды, но и сэкономит ваши деньги в долгосрочной перспективе!

Если вы ищете простой способ использования возобновляемой энергии, такой как солнечная, без проблем со всеми компонентами и оборудованием, обратите внимание на Inspire 9.0016 . Получайте энергию из возобновляемых источников прямо к себе домой.

Чтобы начать работу, посетите нашу домашнюю страницу и введите свой адрес и/или почтовый индекс. Если в вашем регионе доступны планы снабжения экологически чистой энергией Inspire, вы можете привязать свою коммунальную услугу и узнать о начале последовательных и предсказуемых ежемесячных счетов за электроэнергию.

Получите доступ к экологически чистой энергии по единой ежемесячной цене — подпишитесь сегодня.

Напряжение солнечных батарей | Выход солнечной панели

Для тех, кто плохо знаком с солнечной энергетикой и фотогальваникой (PV), раскрытие тайн жаргона и аббревиатур является одной из самых сложных задач на начальном этапе. Солнечные панели имеют много разных значений напряжения, связанных с ними. Когда дело доходит до выхода солнечной панели , есть много чему поучиться.

Типы напряжения солнечной панели:

• Напряжение при разомкнутой цепи (VOC)
• Напряжение при максимальной мощности (VMP или VPM)
• Номинальное напряжение
• ЛОС с поправкой на температуру
• Температурный коэффициент напряжения
• Измерение напряжения и тестирование солнечных панелей

 Напряжение холостого хода (VOC)

Какое напряжение холостого хода солнечной панели? Напряжение при разомкнутой цепи — это напряжение, которое считывается вольтметром или мультиметром, когда модуль не подключен к какой-либо нагрузке. Вы ожидаете увидеть этот номер на листе спецификаций фотоэлектрического модуля и на наклейке. Это напряжение используется при тестировании модулей, только что распакованных, а затем используется при расчетах летучих органических соединений с поправкой на температуру при проектировании системы. Вы можете обратиться к таблице ниже, чтобы найти типичные значения летучих органических соединений для различных типов кристаллических фотоэлектрических модулей.

Номинальное напряжение	ЛОС – типичный	ВМП – типовой	Количество ячеек в серии
12	21	17	36
18	30	24	48
18	33	26	54
20	36	29	60
24	42	35	72

Напряжение при максимальной мощности (VMP или VPM)

Каково максимальное напряжение питания солнечной панели? Напряжение при максимальной мощности — это напряжение, возникающее, когда модуль подключен к нагрузке и работает с максимальной выходной мощностью в стандартных условиях испытаний (STC). Вы ожидаете увидеть этот номер на листе спецификаций модулей и на наклейке. ВМП находится в месте перегиба на ВАХ; где наибольшая выходная мощность модуля. Важно отметить, что это напряжение нелегко измерить, а также оно не связано с производительностью системы как таковой. Нередко нагрузка или аккумуляторная батарея снижают VMP модуля или массива до нескольких вольт ниже, чем VMP во время работы системы. Номинальная мощность фотоэлектрического модуля может быть подтверждена расчетами путем умножения VMP модуля на ток при максимальной мощности (IMP). В результате вы должны получить [email protected] или максимальную мощность, соответствующую паспортной мощности модуля. VMP модуля обычно составляет 0,5 вольта на ячейку, соединенную последовательно внутри модуля. Вы можете обратиться к диаграмме, чтобы найти типичные значения VMP для различных типов кристаллических модулей.

Номинальное напряжение

Каково напряжение солнечной панели? Номинальное напряжение — это напряжение, которое используется в качестве метода классификации, как пережиток тех дней, когда существовали только аккумуляторные системы. Вы НЕ ожидаете увидеть этот номер в листе спецификаций фотоэлектрического модуля и на наклейке. Эта номенклатура работала очень хорошо, потому что большинство систем имели блоки батарей на 12 В или 24 В. Когда у вас была батарея на 12 В для зарядки, вы использовали бы модуль на 12 В, конец истории. То же самое относится и к системам на 24 В. Поскольку зарядка была единственной игрой в городе, потребности батарей диктовали, сколько ячеек внутри фотоэлектрического модуля должно быть подключено последовательно или параллельно, чтобы в большинстве погодных условий солнечные модули работали для зарядки батареи (батарей). Если вы обратитесь к диаграмме, вы увидите, что 12-вольтовые модули обычно имеют 36 ячеек, соединенных последовательно, что на протяжении многих лет было признано оптимальным числом для надежной зарядки 12-вольтовых батарей. Само собой разумеется, что в системе 24 В цифры удвоятся, и на диаграмме это верно. Все работало очень хорошо в этой автономной солнечной системе и развивалось по той же номенклатуре, поэтому, когда у вас была батарея на 12 В и вам нужна была солнечная энергия, вы знали, что вам нужно получить модуль «12 В» и контроллер «12 В». Несмотря на то, что напряжение от солнечного модуля могло быть на уровне 17 В постоянного тока, а контроллер заряда заряжался бы на уровне 14 В, а инвертор благополучно работал при входном напряжении 13 В постоянного тока, вся система состояла из «номинальных» компонентов на 12 В, чтобы все работать вместе. Это хорошо работало некоторое время, пока не стала доступна и не начала появляться технология максимальной мощности (MPPT). Это означало, что не все PV обязательно заряжали аккумуляторы, и что по мере развития технологии MPPT, даже когда PV использовались для зарядки аккумуляторов, вам больше не требовалось использовать то же номинальное напряжение, что и ваш блок батарей. Струнные инверторы изменили правила игры для модулей, поскольку они больше не были вынуждены в своей конструкции зависеть от потребностей в напряжении батарей глубокого цикла. Этот сдвиг позволил производителям создавать модули на основе физических размеров, характеристик мощности и использовать другие материалы, которые создавали напряжения модулей, совершенно не связанные с батареями. Первое и самое популярное изменение произошло в модулях, которые сейчас принято называть «номинальными» модулями на 18 В. Аккумуляторных батарей на 18 В для систем RE не существует. Модули получили это название, потому что их количество ячеек и номинальное рабочее напряжение помещают их прямо между двумя существующими категориями 12-вольтовых и 24-вольтовых «номинальных» фотомодулей. Затем последовали многие модули с 48–60 ячейками, которые создавали напряжения, которые не соответствовали номинальным компонентам системы 12 В или 24 В. Чтобы избежать плохой конструкции системы и путаницы, название 18 В было принято многими в отрасли, но в конечном итоге могло создать больше путаницы среди новичков, которые не понимали взаимосвязь между последовательными элементами, VOC, VMP и номинальным напряжением. С этим пониманием все становится намного проще, и диаграмма должна помочь раскрыть некоторые тайны.

VOC с поправкой на температуру

Значение VOC с поправкой на температуру требуется, чтобы гарантировать, что при повышении низких температур VOC в массиве не будет повреждено другое подключенное оборудование, такое как контроллеры MPPT или инверторы сети. Этот расчет выполняется одним из двух способов. Первый способ предполагает использование диаграммы в NEC 690.7. Второй способ предполагает выполнение расчетов с температурным коэффициентом напряжения и самой низкой локальной температурой.

Температурный коэффициент напряжения

Что такое температурный коэффициент солнечной панели? Температурный коэффициент солнечной панели — это значение, представляющее изменение напряжения в зависимости от температуры. Как правило, он используется для расчета ситуаций с низкой температурой/высоким напряжением для выбора массива и компонентов в более прохладном климате. Это значение может быть представлено как процентное изменение напряжения STC на градус или как изменение значения напряжения на градус изменения температуры. Раньше эту информацию было нелегко найти, но теперь ее чаще можно увидеть на страницах спецификаций, а иногда и на наклейках модулей.

Измерение напряжения и тестирование солнечной панели

Как измерить напряжение на солнечной панели? Напряжения можно прочитать на солнечной панели с помощью вольтметра или мультиметра. Ниже вы увидите пример вольтметра, измеряющего ЛОС с распределительной коробкой. Это будет вид с задней части фотоэлектрического модуля. Использование мультиметра — лучший способ измерить выходную мощность солнечной панели.

При исследовании выходной мощности солнечной панели может быть сложно понять различные цифры напряжения и используемые сокращения. Для тех, кто плохо знаком с солнечной энергетикой и фотогальваникой (PV), расшифровка терминологии может оказаться сложной задачей. В этом сообщении блога мы расскажем об основах работы солнечных батарей, включая напряжение, аббревиатуры и жаргон, чтобы помочь вам освоиться.

Что такое солнечные ампер и ватты?

Солнечные амперы и ватты — это две единицы измерения количества электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Солнечные амперы (А) измеряют скорость электрического тока, вырабатываемого фотогальваническим элементом, а солнечные ватты (Вт) измеряют количество энергии, подаваемой на электрическую нагрузку. И солнечные усилители, и ватты связаны с рейтингом эффективности жилых солнечных панелей. Чем выше рейтинг эффективности, тем выше количество производимых солнечных ампер и ватт.

На рынке представлено много типов 60-элементных солнечных панелей для домашних солнечных батарей, каждая из которых имеет различный рейтинг эффективности и выходную мощность в амперах/ваттах. Панели с высокой эффективностью способны производить больше солнечных ватт, чем панели с низкой эффективностью, хотя они, как правило, стоят дороже. Выбирая правильную панель, домовладельцы могут быть уверены, что их солнечная батарея производит достаточно энергии для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии.

Почему с солнечными панелями связано так много напряжений?

Солнечные панели имеют различные показатели напряжения, связанные с ними, из-за различных типов солнечных панелей, их размещения в системе солнечных панелей и выработки ими электроэнергии. Самый распространенный тип солнечной панели на крыше использует постоянный ток (DC) и производит низкое напряжение. Это низкое напряжение обычно составляет от 20 до 40 вольт, в зависимости от конкретного типа панели. Чтобы увеличить выходное напряжение, несколько солнечных панелей можно соединить последовательно или параллельно, или и то, и другое, в зависимости от конкретной солнечной энергетической системы.

При последовательном соединении солнечных панелей напряжения суммируются. Это означает, что последовательное соединение двух 20-вольтовых солнечных панелей даст общее выходное напряжение 40 вольт. При последовательном соединении трех панелей получится 60-вольтовый выход и так далее. Этот метод часто используется, когда общее напряжение должно быть выше, чем может обеспечить одна панель.

Напротив, при параллельном подключении солнечных панелей мощность суммируется. Это означает, что параллельное соединение двух 10-ваттных солнечных панелей даст общую выходную мощность 20 Вт. Если подключить три панели параллельно, получится 30-ваттная мощность и так далее. Этот метод часто используется, когда общая мощность должна быть выше, чем может обеспечить одна панель.

Выходное напряжение солнечной панели также зависит от ее мощности, которая измеряется производителем при стандартных условиях испытаний (STC).

Что означает STC?

STC определяется как излучение 1000 Вт/м2 и температура ячейки 25 градусов Цельсия. Поскольку реальные условия редко соответствуют STC, фактическая выходная мощность солнечной панели может отличаться от ее номинальной мощности. Вот почему важно понимать различные напряжения, связанные с вашей конкретной солнечной энергетической системой, чтобы убедиться, что она соответствует вашим потребностям. Чтобы определить номинальную мощность солнечных панелей, вам нужно знать две цифры: мощность солнечной панели (измеряется в ваттах) и эффективность солнечной панели (измеряется в процентах). Солнечная установка включает в себя подключение солнечных панелей к фотоэлектрической системе, которая может использовать или хранить вырабатываемую электроэнергию. Рейтинг эффективности солнечных панелей варьируется в зависимости от таких факторов, как окружающая среда, угол и географическое положение, но обычно колеблется в пределах 15–20%. Знание того, какую мощность генерируют солнечные панели, помогает определить их общую производительность с точки зрения производства электроэнергии для любого конкретного проекта солнечной установки. Понимание различных напряжений, связанных с системами солнечной энергии, может быть сложным для тех, кто плохо знаком с этой технологией, но как только вы усвоите эти знания, у вас будут знания, необходимые для принятия обоснованных решений о вашей собственной установке солнечной энергии.

Какого размера должна быть моя солнечная панель?

При выборе размера солнечной панели вы должны учитывать свои потребности в энергии и количество часов солнечного света, доступных в вашем районе. Размер солнечной панели будет определять, сколько электричества она может производить, измеряемое в киловатт-часах (кВтч). Ваши энергетические потребности будут определять тип солнечной панели, которая вам нужна.

Если вы хотите производить определенное количество электроэнергии, общее количество необходимых вам солнечных панелей будет зависеть от их номинальной мощности. Как правило, чем выше номинальная мощность, тем больше электроэнергии он будет генерировать. Вы можете рассчитать, сколько солнечных панелей вам нужно для удовлетворения ваших потребностей в энергии, разделив потребность в кВтч на мощность каждой панели.

Например, если ваша потребность в энергии составляет 10 кВтч в день, и вы используете солнечные панели мощностью 250 Вт, вам потребуется 40 солнечных панелей.

При выборе размера вашей солнечной панели обязательно учитывайте количество часов солнечного света, доступных в вашем регионе. Чем больше солнечного света доступно, тем меньше солнечных панелей вам потребуется для удовлетворения ваших потребностей в энергии.

Таким образом, размер необходимой вам солнечной панели зависит от ваших потребностей в энергии и количества часов солнечного света, доступного в вашем районе. Вы можете рассчитать, сколько панелей вам нужно для удовлетворения ваших потребностей в энергии, разделив потребность в кВтч на мощность каждой панели.