Подключение солнечных батарей: контроллер, аккумулятор и потребители

Автономные системы электроснабжения дачных участков обеспечивают комфорт проживания вне зоны действия центральных коммуникаций. Часто применяют не только обычные схемы, но и альтернативные, работающие за счет солнечной энергии.

Для нормальной работы гелиосистемы нужна продуманная схема подключения солнечных панелей. Необходимо оборудование высокого качества, которое сможет выполнять свои функции.

Научитесь грамотно размещать компоненты мини-электростанции. Разберем выбор технических устройств для её сборки и правильное подключение. Применив наши советы, вы сможете построить эффективную установку.

Схема устройства солнечной электростанции

Рассмотрим устройство и работу гелиосистемы для загородного дома. Её главное назначение — преобразование солнечной энергии в электричество с напряжением 220 В, которое станет основным источником питания бытовых приборов.

Основные части, из которых состоит СЭС:

  1. Солнечные батареи, вырабатывающие постоянный электрический ток из солнечного света.
  2. Контроллер, регулирующий заряд АКБ.
  3. Блок аккумуляторных батарей.
  4. Инвертор, преобразующий напряжение АКБ в 220 В.

Баттарея создана так, чтобы работать в разных погодных ситуациях при температурах от минус 35 градусов Цельсия до плюс 80 градусов Цельсия.

Выходит, что правильно установленные солнечные батареи Работа будет отличаться такой же эффективностью как в холодное время года, так и в тёплое, но только при условии — хорошей солнечной погоды, когда солнце выделяет максимальное тепло. При облачной погоде производительность падает значительно.

Фото: img.freepik.com
СЭС в умеренных широтах эффективна, однако не способна полностью обеспечить энергопотребление больших домов. Как правило, гелиосистему используют в качестве дополнительного или запасного источника электричества.

Батарея мощностью 300 Вт весит 20 кг. Панели чаще всего устанавливают на крышу, фасад или опоры рядом с домом. Для работы необходимы: ориентация плоскости к солнцу и наклон около 45° к земле для прямого падения солнечных лучей.

Если это возможно, устанавливается устройство для слежения за движением Солнца и управления положением панелей.

Закаленное противоударное стекло защищает верхнюю поверхность батарей от ударов града и сильных снегопадов. Важно сохранять его целостность, чтобы не нарушить работу кремниевых пластин – фотоэлементов.

Контроллер осуществляет множество функций. Помимо основной – автоматической регулировки заряда аккумулятора. контроллер Управляет потоком энергии от солнечных панелей, защищая таким образом аккумулятор от полного разряда.

При полной зарядке контроллер отключает аккумулятор от системы. Современные устройства снабжены панелью управления с дисплеем, отображающим напряжение батарей.

Гелевые аккумуляторы — лучший вариант для самодельных гелиосистем. Их бесперебойная работа длится 10-12 лет. После десяти лет работы емкость уменьшается на 15-25 %. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

В холодное время года или при плохой видимости панели сохраняют работоспособность при регулярном удалении снега, однако энергия вырабатывается в 5-10 раз меньше.

Задача инвертеров Это устройства преобразовывают постоянное напряжение от аккумулятора в переменное 220 В. Различаются они мощностью и качеством получаемого напряжения. Синусовое оборудование обслуживает наиболее требовательные к качеству тока приборы – компрессоры, бытовую электронику.

Обзор бытовой СЭС:

Расчеты показывают, что на один квадратный метр поверхности планеты приходится около 1 киловатта солнечной энергии. Такой же площади фотоэлектрических батарей преобразует около 160-200 ватт. КПД получается равным 16-20%. При грамотном устройстве этого достаточно, чтобы электропитать все маломощные приборы в доме.
Контроллер отображает уровень заряда батарей в процентах. Если 24-вольтовое оборудование показывает напряжение аккумуляторов 27 В, то это означает полную их зарядку (100%).
Две мощные гелевые батареи емкостью 200 А·ч обеспечивают мощность 4,8 кВт. Это дает возможность беспрерывной работы электроприборов в течение суток при потреблении от 180 до 200 Вт. Аккумуляторы морозоустойчивы и безопасны для размещения рядом с жилыми помещениями, например, на чердаке.
На экране инвертора отображаются потребляемая мощность и общее напряжение электрической сети. Отдельно предусмотрен выход для подключения генератора, позволяющий быстро заряжать аккумулятор при отсутствии солнечной энергии.

Важно понимать, что бытовые электростанции могут поддерживать работу постоянно работающего холодильника, периодически запускаемого насоса, телевизора и системы освещения. Для работы котла или микроволновки понадобится более мощная и дорогая установка.

Простейшая схема солнечной электростанции состоит из главных элементов, каждый выполняющий важную функцию для её работы.

Существуют и другие, более сложные схемы сборки солнечных электростанцийНо это решение общепринято и пользуется спросом в повседневной жизни.

Шаги подключения батарей к оборудованию СЭС

Подключают систему последовательно: сначала контроллер к аккумулятору, потом контроллер к солнечным панелям, далее аккумулятор к инвертору, а на финальном этапе происходит разводка по потребителям.

Этап #1: подключение к аккумулятору

Аккумуляторы располагаются в энергосистеме на определённом месте. Их соединение с солнечными панелями осуществляется не непосредственно, а через контроллер, который управляет их зарядом и разрядом. С другой стороны аккумуляторный блок подключают к инвертору, преобразующему ток.

Таким образом, схема подключения солнечных батарей к аккумулятору выглядит так:

  • Соединяем аккумулятор с контроллером, а затем контроллер с солнечными батареями.
  • соединяем аккумулятор и инвертор.

Существуют альтернативные способы присоединения, однако данный наилучшим образом подходит. аккумулятор Сохраняет неиспользованную энергию и отдаёт её потребителям по запросу.

Можно купить аккумуляторы как частью готовой солнечной электростанции, так и отдельно, выбрав нужные характеристики. Бюджетный китайский набор обойдется не дороже двух тысяч рублей.

Недостаточно мощности одного аккумулятора? Купите несколько батарей с идентичными характеристиками и установите их в одном месте, подключив последовательно.

Блоки размещают на металлическом стеллаже с полимерным покрытием для упрощения эксплуатации и ухода.

Продукция китайской фирмы Дельта показала себя хорошо. На фотографии – гелевый аккумулятор напряжением 12 В и емкостью 55 А·ч. Все приборы этой марки рассчитаны на десятилетнюю эксплуатацию.

Уточним подключение аккумулятора к контроллеру и инвертору.

Для подключения используются провода красного и черного цвета, а на контроллере есть клеммы для аккумулятора.
Подключаем провода: красный к плюсу (+), черный – к минусу (-). Укрепляем соединение отверткой.
Провода другого конца подсоединяем к аккумулятору, соблюдая правило – красный к плюсу, черный к минусу.
После подсоединения на экране контроллера отобразятся данные об нагрузке, напряжении и параметрах запуска/остановки работы батареи.

Следующим шагом станет подключение контроллера к солнечным панелям, а аккумуляторного блока – к инвертору.

Этап #2: подключение к контроллеру

Владельцы загородных домов часто практикуют заказ недорогих устройств производства Китая на интернет-ресурсах.

Бюджетный регулятор напряжения с простым интерфейсом и тремя группами клемм для работы с солнечными панелями до 150 Вт. Цена — 1300 рублей.

Подключение происходит в следующем порядке:

  • Началом процедуры является подключение блока аккумуляторных батарей к контроллеру. Делают это преднамеренно, чтобы проверить, как прибор определит стандартное напряжение сети (обычно 12 В или 24 В). При подключении к аккумулятору применяют первую пару клемм.
  • Солнечные панели устанавливают непосредственно после этого. При помощи проводов с приборами и второй пары клемм на контроллере.
  • Завершающим этапом является установка оборудования для ночного освещения. Третья пара клемм призвана для подключения низковольтного освещения, работающего только в темное время суток и получающего питание от аккумулятора.

Необходимо обращать внимание на полярность при любых способах подключения.

Неправильное подключение полярности вызывает немедленный отказ контроллера и повреждение элементов солнечных батарей.

Схема подключения контроллера с тремя группами клемм. Функция ночного освещения (12 В) – необязательная, некоторые её не применяют. Включение лампочек регулируется по времени: для работы в вечернее или утреннее время (+).

Контроллер и аккумулятор постоянно обмениваются информацией. В моменты высоких нагрузок аккумулятор выполняет роль буфера, защищая контроллер от сбоев.

Два устройства, как и другие компоненты системы, невозможно изучать изолированно. При монтаже солнечной электростанции необходимо учитывать каждый прибор, независимо от непосредственного подключения.

Руководство по установке солнечных батарей на контроллер.

Извлекаем солнечные панели из упаковки, осматриваем на повреждения, удаляем защитную плёнку. Самый подходящий выбор – поликристаллические батареи напряжением 12 В, поскольку их проще адаптировать к аккумуляторам на 12 В.
Распаковываем контроллер – устройство для управления зарядкой аккумулятора. При достижении напряжением аккумулятора значения 11 В контроллер прекратит подачу тока.
Детали подключения каждого устройства изложены в прилагаемой инструкции. Удачно, если товары из Китая комплектуются простыми схемами и инструкциями на русском языке.
Для правильного выбора контактов обратите внимание на символ солнечных батарей с пометкой «+/-«. Как правило, это два крайних контакта слева.
Подсоедините провода, учитывая полярность, в соответствующие контакты, зафиксировав их винтами. Убедитесь, что провода полностью входят в клеммы.
Точно определите полярность как при подсоединении проводов к контроллеру, так и при соединении кабелей солнечных батарей с проводами прибора.
Для соединения проводов контроллера с другим оборудованием применяют специальные штекера с системой подключения «папа-мама» и диоды Шоттки.
Для соединения нескольких батарей применяют параллельное подключение.

Подключив контроллер к аккумулятору и панелям, присоединём инвертор и, если требуется, низковольтное освещение.

Этап #3: подключение к инвертору

Включение инвертора в систему требуется при работе бытовых приборов от напряжения 220 В. Исключение составляют случаи установки солнечных батарей на систему с напряжением 12 В, где инвертор не обязателен.

Инвертор устанавливается в системе солнечной электростанции между аккумулятором и устройствами: бытовой техникой, освещением и так далее.

Прибор можно приобрести как часть набора СЭС или в отдельности.

Как подключить инвертор к аккумулятору?

Извлечь из упаковки устройство, убедиться в его исправности, снять защитные покрытия. Рассмотреть руководство, чтобы избежать погрешностей при подсоединении.
Комплект поставки включает два провода с клеммами и зажимами «крокодилы» для соединения с аккумулятором.
В комплект инвертора входит специальный кабель, установку которого упрощают винтовые пластиковые крышки.
Подсоединить аккумулятор легко: два зажима крепятся к его контактам, ориентируясь полярностью – плюс к плюсу, минус к минусу.

Новичку лучше приобрести готовую солнечную электростанцию, чем собирать её из отдельных компонентов.

Готовая система уже смонтирована с учетом всех параметров оборудования: правильно подобранные аккумуляторы по мощности, нужное число солнечных панелей и набор проводов для быстрой сборки.

Приборы, подходящие по емкости, напряжению и мощности, смогут лучше всего перерабатывать солнечную энергию и снабжать дом электричеством. системах отопления, энергоснабжения бытовых устройств.

Выводы и полезное видео по теме

В частных домах альтернативная энергия пользуется популярностью, а СЭС служат источником энергоснабжения. Пользователи солнечных электростанций делятся советами по установке собственных систем.

Видео 1. Инструктаж по сборке и подключению.

Видео два: анализ частых ошибок при подборе и монтаже техники.

Видео номер три. Осмотр одного из способов домашнего монтажа.

Альтернативная энергия для нужд человека – это значительный технологический прорыв. Каждый хозяин дома может собрать и подключить солнечную станцию для электроснабжения жилища. С учётом рентабельности и экологической безопасности это практичное и действенное решение.

Расскажите о сборке небольшой солнечной электростанции своими силами, поделитесь интересными фактами и полезной информацией из этой темы. Оставьте свои комментарии и фотографии внизу страницы.