Солнечный генератор – альтернативный источник энергии. Генератор солнечный своими руками
Солнечный генератор: устройство и принцип работы
Явление фотоэффекта было открыто очень давно. Однако, технические сложности и высокая стоимость фотопанелей долго не позволяли использовать в быту солнечную энергию. Однако, с развитием научно-технического прогресса, солнечный генератор в современных условиях становится в один ряд с традиционными источниками энергии. Таким образом, в ближайшей перспективе, это устройство станет одним из наиболее вероятных альтернативных источников электрической энергии.
Возможности солнечных генераторов
Конструкция солнечного генератора позволяет легко и просто осуществлять его установку и подключение. Именно эти факторы позволяют широко применять это устройство. Мощность такого генератора может регулироваться до необходимого значения. Параллельное подключение батарей позволяет увеличить мощность, а последовательное подключение повышает напряжение.
Современные генераторы могут производить напряжение от 220 вольт и выше. Однако, получаемый ток, является постоянным и не подходит для многих потребителей. Поэтому, приходится использовать специальные устройства, преобразующие постоянный ток в переменный. Электрический ток с высоким напряжением достаточно сложно преобразовывать, поэтому, диапазон работы солнечных генераторов составляет 12-48 вольт.
На продуктивную работу генератора влияют многие факторы. Прежде всего, это время года и суток, климат в той или иной местности, а также место установки оборудования. Панели должны вращаться относительно движения солнца, чтобы собрать максимальное количество солнечных лучей.
Простейшее устройство солнечного генератора
Простейшая схема солнечного генератора на 12 вольт включает в себя цепочку из 36 фотоэлектрических элементов, последовательно соединенных между собой. Параметры каждого из них могут существенно различаться из-за физических особенностей, связанных с чистотой кристаллов, толщиной элементов и другими технологическими процессами. Поэтому, величина вырабатываемого тока определяется по наименьшему значению какого-либо фотоэлемента. В связи с этим, перед началом сборки фотоэлементов в общую батарею, они тщательно проверяются и подбираются по всем параметрам.
Таким образом, солнечный генератор можно собрать на любое значение тока и напряжения с помощью последовательно-параллельных комбинаций. Особенности конструкции, делают эти устройства более эффективными в загородных домах, на больших открытых участках. Во многих случаях, они вполне успешно заменяют традиционные источники энергии.
Солнечные электростанции
electric-220.ru
Солнечный генератор – альтернативный источник энергии
Содержание:
Устройство и принцип работы
Где применяются?
Преимущества устройства
Можно ли собрать устройство самостоятельно?
В настоящее время актуальной становится обеспеченность энергоресурсами отдаленных и труднодоступных районов. Причин этому несколько. Во-первых, электричество – незаменимый элемент комфортного существования современного человека. Во-вторых, снижение затрат за пользование электричеством и постоянная бесперебойная его подача имеют большое значение в наше время. Солнечный генератор – это прибор, с помощью которого можно решить вопросы энергообеспеченности и экономии энергоресурсов.
Устройство и принцип работы
Солнечный генератор представляет собой металлический корпус-моноблок со съемной крышкой. Он состоит из нескольких несложных элементов:
Фотопанели, которые создают постоянный ток.
Аккумулятор для накопления энергии.
Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
Контроллер заряда, накапливающий энергию в аккумуляторе.
Принцип работы: солнечная панель собирает энергию от солнца и сохраняет её в аккумуляторе для использования в дальнейшем. При этом вырабатывается постоянный ток. Также батареи обеспечивают питание максимальной нагрузки, то есть ток нагрузки обеспечивает сумма токов от солнечной батареи и аккумулятора.
Если нужно получить 220В переменного тока, то следует использовать преобразователи постоянного тока в переменный. Энергия солнца в генераторе может применяться также напрямую разными нагрузками постоянного тока.
Солнечный генератор электроэнергии имеет предохранительные модули, защищающие от превышения допустимых значений тока и напряжения. Что важно - если в какое-то время нет солнечных лучей, то генератор можно подзарядить от обыкновенной электросети.
Где применяются?
Солнечные генераторы бывают разных моделей и имеют различные характеристики (а именно производительность, ёмкость аккумулятора, время, необходимое для зарядки и т.д.). Но чаще всего у них у всех выходные параметры - розетки на 220 В и выходы на 12 В, а также в наличии дисплей, отображающий работу прибора.
Несмотря на свою универсальность, генераторы на солнечных батареях зависят от погодных условий. А потому могут применяться только в качестве резервного или вспомогательного источника электроэнергии. Особую актуальность это имеет для жилых домов, тем более в отдаленных уголках страны и районах с нестабильным электроснабжением.
Солнечные батареи устанавливаются на улице в местах с наибольшим доступом солнечных лучей, ведь их эффективность напрямую зависима от освещенности. Чаще всего ставят их на крышах домов либо на других подходящих участках. При этом желательно предусмотреть возможность менять угол наклона фотоэлементов. Например, увеличив её до 75-80 градусов, получаем то, что лучи солнца в 12-00 дня практически перпендикулярны поверхности батареи. Солнечные батареи устанавливаются и подключаются очень просто, их удобно обслуживать. К генератору они подключаются с помощью специального сетевого шнура.
Солнечный генератор создан для использования в качестве основного и дополнительного (резервного, аварийного) источника тока частных домов и коттеджей, дач, объектов торговли, демонстрационных площадок, туристических баз и тому подобное. У него весьма обширный спектр использования. Можно применять для обеспечения электричеством осветительных и бытовых приборов (холодильников, телевизоров, ноутбуков, компьютеров, оргтехники), электроинструмента, дренажных и циркуляционных насосов, отопительных котлов и так далее. Время автономной работы у всех моделей разное, но практически все они довольно производительны и могут работать непрерывно до 10-12 часов.
Преимущества устройства
Солнечный генератор имеет такие преимущества:
Не зависит от электросети, заряд от энергии солнца.
Возможность подзарядки от сети 220 В (или даже от прикуривателя).
Выходная мощность переменного тока до 1500 Вт.
На выходе 220 В переменного и 12 В постоянного тока.
Не боится короткого замыкания.
Не зависит от топлива (бензин, дизельное топливо), так как его не потребляет.
Работа без шумов.
Отсутствие вредных выбросов, альтернативный источник электроэнергии.
Возможность применения в помещениях без вентиляции.
Эстетичный дизайн, компактность и удобство использования.
Наличие светодиодного индикатора зарядки аккумулятора.
Регулируемый кронштейн для крепления солнечных панелей.
Легко транспортируется.
Экономит электроэнергию.
Свой генератор электричества – удовольствие не из дешевых. На начальном этапе придётся понести определенные затраты на его приобретение и установку. Он дороже привычных топливных моделей. Но не стоит об этом беспокоиться, так эти первоначальные инвестиции достаточно быстро окупятся, и уже спустя несколько лет Вы будете наслаждаться бесперебойным электроснабжением, экономя при этом свои деньги.
Можно ли собрать устройство самостоятельно?
Сейчас можно приобрести любую модификацию солнечного генератора, а можно сделать его своими руками. Для этого достаточно иметь необходимые знания по его строению и принципу работы. Можно собрать генератор электрической энергии с любым напряжением и током на выходе путем соединения цепочек фотоэлементов или батарей в последовательно-параллельные комбинации. При этом важно помнить, что параллельное подключение увеличивает мощность, а последовательное – напряжение.
Ни для кого не секрет, что природные ресурсы, используемые человеком, начинают заканчиваться. А благодаря альтернативным источникам энергии, таким как солнечный генератор можно сохранить природные ресурсы и восстанавливать их запасы. В наше время появились технологии, позволяющие использовать на пользу человека щедрый источник энергии – солнечные лучи.
Солнце – это безвозмездный совершенно чистый и неиссякаемый источник энергии. Генератор электрической энергии, несомненно, будет способствовать сохранению экологии на нашей планете и жизни будущих поколений.
Подписаться на рассылку
Подписаться
ekobatarei.ru
Солнечная электростанция своими руками
Солнечная энергия это уже дано не новшество, а реальность, которая на сегодняшний день доступна почти каждому.В этом мастер-классе я покажу вам как сделать полностью автономную систему электропитания гаража. Хотя в гараже имеется стационарная электрическая сеть, но я решил от неё отказаться, так как слишком большие перебои в её работе… Часто света по долгу нет.Одним из главных плюсов солнечной электростанции является её полная автономность и независимость. Учитывая то что я не целые сутки нахожусь в гараже, то мощности моей системы хватает с головой для всех нужд.Я использовал мощную солнечную батарею мощность 100Вт, поэтому аккумулятор способен заряжаться даже в пасмурную погоду. Конечно, хватило бы солнечной панели и на 10Вт, но я решил взять с запасом, на случай если вдруг придется увеличивать мощность всей системы.
Что же обеспечивает солнечная система?
- Светодиодный свет в гараже. Учитывая потребляемый ток светодиодными лентами (не более 2 А) время непрерывного свечения будет где-то 25 часов, что в два раза больше чем нужно, учитывая среднюю продолжительность ночи 12 часов.
- Сеть с тремя розетками на 220 В с нагрузочной способностью 400 Вт. Используется инвертор для преобразования тока. На выходе стабильное синусоидальное напряжение. Плюс в инверторе имеются два USB входа для питания мобильных устройств, с током до 3,1 А.
- Свет включается автоматически при поднятии ворот, что очень удобно, особенно в ночной период.
Все элементы автономной системы электропитания куплены, за исключением распределительных коробок, труб для проводов и т.п.Я привожу список со ссылками на магазин:Панель солнечных 100 Вт готовая, можно конечно собрать самому, но я купил – aliexpressКонтроллер зарядки - aliexpressАккумуляторная батарея 12 В 100 АЧ – в ближайшем автомагазине.Клеммы для аккумулятора - aliexpressИнвертор 400 Вт - aliexpressГеркон с магнитом - aliexpressСветодиодная лента – aliexpress
Схема солнечной электростанции
Солнечная панель и аккумулятор подключены к контроллеру. Контроллер управлять зарядкой аккумулятора, дает оптимальный ток и не дает полностью разряжаться. Светодиодные ленты и инверторы подключены на выход контроллера.Чтобы сделать автоматическое включение света я использовал геркон. Так как светодиодные ленты потребляют ток около 2-х ампер, то их нельзя коммутировать герконом, нужно будет добавить реле, которое возьмет всю нагрузку на себя.Со схемой, думаю, вопросов не возникнет.
Пару слов о монтаже
Вся система сортирована по стандарту. Провода упакованы трубы, соединители в распределительные коробки.На фото видно, как крепиться герконовый датчик с подвижным магнитом на самих воротах.Светодиодные ленты просто натянуты и крепиться в специальных клипсах.Отдельно хотеться рассказать про установку солнечной панели. В крыше сверлиться отверстие, в который вставляется кусок трубы. Чтобы исключить любое затекание воды, кусок торчит из крыши сверху на небольшом расстоянии. Герметизируем и обмазываем его жидким битумам или гудроном. Подключаем панель, пропускаем провода через эту трубку. Кладём панель горизонтально и промазываем края так же жидким битумом. Всё получилось герметично. Крыша имеет не большой уклон, и вода в любом случае будет скатываться с неё.Ещё раз скажу, что система полностью автономна и в обслуживании не нуждается. Если только необходимо периодически проверять аккумуляторную батарею.
Итог после нескольких недель эксплуатации
Солнечная электростанция себя отлично зарекомендовала. Её можно сделать для дачи, сарая и др. В общем туда, где нет подвода электричества. Вы можете сами сделать электростанцию на любую мощность и больше ни от кого не зависеть.Очень здорова ни от кого не зависеть.
sdelaysam-svoimirukami.ru
Солнечная электростанция своими руками: фото сборки
Самодельная солнечная электростанция, которую может сделать каждый своими руками: фото и видео сборки небольшой мини электростанции для дома.
В этой статье подробно показано изготовление солнечной батареи и её подключение к автомобильному аккумулятору и инвертору 12V = 220V. Электростанция рассчитана на энергоснабжение бытовых приборов, работающих от сети 220 V.
Сборка солнечной электростанции.
Для изготовления панели были использованы 60 солнечных элементов, каждый из которых выдаёт напряжение 0,5 V и ток 4 А.
Корпус панели автор изготовил из стекла, раму из алюминиевого профиля. Алюминиевые уголки по краям срезаются пилой по металлу под углом 45 градусов, для ровного среза используется приспособление — стусло.
Размер панели 980 х 900 см, размер каждого солнечного элемента 80 х 150 см.
Приступаем к пайке лицевой стороны солнечных элементов, для пайки понадобится 40 ватный паяльник, менее мощный паяльник лучше не использовать, он не сможет полноценно прогреть место пайки на пластине. Место пайки покрывается спиртовым раствором канифоли.
Залуживаем место пайки.
В качестве проводника, автор использовал провод от витой пары предварительно сняв с него изоляцию, полученная проволока также покрывается канифолью, залуживается и припаивается к дорожке.
Припаиваем проволоку.
Обратите внимание! Полупроводниковые фотоэлементы очень хрупкие, работать с ними нужно крайне аккуратно!
После пайки клеим панельки лицевой стороной к стеклу с помощью строительного силикона.
Также нужно спаять все элементы с внутренней стороны в одну цепь.
С торца корпуса рамы выводим провода плюс и минус.
Заднюю стенку панели нужно защитить от пыли и влаги, закрываем её полиэтиленовой плёнкой и заклеиваем скотчем.
Каждый элемент выдаёт 0,5 V и 4 А, автор подключил последовательно две группы элементов по 30 шт. которые выдают по 15V, затем две группы подключил между собой параллельно, что увеличило ток до 8 А, общее напряжение которые выдают все элементы составляет 15V, что идеально подходит для зарядки автомобильного аккумулятора.
Схема солнечной электростанции.
Сам аккумулятор нужно подключать к солнечной батарее через диод «Шотки», чтобы ночью солнечные элементы не поглощали энергию из аккумулятора и не разряжали его. Для подключения аккумулятора нужно использовать медный провод сечением не менее 1м².
Чтобы избежать перезаряда аккумулятора его нужно подключить к панели через контроллер заряда или как сделал автор — собрать ограничитель заряда.
Чтобы преобразовать напряжение аккумулятора из 12V в 220V, нужно подключить к нему инвертор. В роли инвертора здесь использован старый бесперебойник от компьютера, который выдаёт 220 V, мощность до 500 Вт. Как вариант можно приобрести инвертор в радиомагазине.
Более наглядная схема подключения всех компонентов электростанции.
Панель нужно установить в максимально освещённом месте, повернуть на юг и наклонить под углом около 45 градусов. Угол наклона панели зависит от широты и времени года, поэтому в каждом случае лучше поэкспериментировать с направлением и углом чтобы добиться максимальных результатов.
Не забудьте крепко закрепить панель, при сильном порыве, ветер её может запросто опрокинуть и разбить стекло.
Рекомендую посмотреть видео автора самоделки, где подробно показан весь процесс сборки электростанции.Автор самоделки KREOSAN.
Популярные самоделки из этой рубрики
Самодельный ветрогенератор своими руками...
Солнечный коллектор своими руками: фото сборки с о...
Бензогенератор своими руками...
Солнечный коллектор своими руками из конденсаторов...
Как подключить солнечную батарею...
Солнечное зарядное устройство для телефона своими ...
Схема подключения ветрогенератора...
Солнечный водонагреватель своими руками...
Ветрогенератор из автомобильного генератора: фото...
Как сделать лопасти для ветрогенератора...
Как сделать солнечную батарею для зарядки телефона...
Cамодельный генератор для ветряка...
sam-stroitel.com
Генератор своими руками - инструкция, как сделать простой электрический генератор в домашних условиях
Электрогенераторы – это дополнительный источник энергии для дома. В случае большой удаленности основных электросетей он вполне может их заменить. Частые перебои электроэнергии вынуждают устанавливать генераторы переменного тока.
Стоят они не дешево, есть ли смысл тратить более 10 000 т.р. за устройство, если можно сделать генератор из электродвигателя самому? Разумеется, для этого пригодятся некоторые навыки электротехника, и инструменты. Главное не придется тратить деньги.
Можно собрать простой генератор своими руками, он будет актуален в том случае, если нужно покрыть временную недостачу электроэнергии. Для более серьезных дел он не пригоден, так как не обладает достаточной функциональностью и надежностью.
Естественно, в процессе ручной сборки есть немало трудностей. Требуемые детали и инструменты могут отсутствовать. Неимение опыта и навыков в подобных работах может наводить страх. Но сильное желание будет являться главным стимулом, и поможет преодолеть все трудоемкие процедуры.
Краткое содержимое статьи:
Реализация генератора и принцип его работы
Благодаря электромагнитной индукции в генераторе образуется электрический ток. Это происходит потому, что обмотка движется в искусственно созданном магнитном поле. В этом и есть принцип работы электрогенератора.
Движение генератору придает двигатель внутреннего сгорания малой мощности. Он может работать на бензине, газу или дизельном топливе.
В устройстве электрогенератора имеется ротор и статор. Магнитное поле создается при помощи ротора. На нем крепятся магниты. Статор является неподвижной частью генератора, и состоит из специальных стальных пластин и катушки. Между ротором и статором есть маленький зазор.
Есть два типа электрогенератора. Первый имеет синхронное вращение ротора. У него сложная конструкция, и низкий КПД. Во втором типе ротор вращается асинхронно. По принципу действия – он прост.
Асинхронные двигатели теряют минимум энергии, тогда как в синхронных генераторах показатель потерь доходит до 11%. Поэтому электродвигатели с асинхронным вращением ротора пользуются большой популярностью в бытовых приборах, и на различных заводах.
В процессе работы могут возникать перепады напряжения, они губительно сказываются на бытовых приборах. Для этого на выходных концах стоит выпрямитель.
Асинхронный генератор прост в техническом обслуживании. Его корпус надежен и герметичен. Можно не бояться за бытовые приборы, имеющие омическую нагрузку, и чувствительные к перепадам напряжения. Высокое КПД, и продолжительный период эксплуатации, делают устройство востребованным, к тому же его можно собрать самостоятельно.
Что понадобится для сборки генератора? Во-первых, нужно подобрать подходящий электродвигатель. Его можно взять от стиральной машинки. Самостоятельно делать статор не стоит, лучше воспользоваться готовым решением, где есть обмотки.
Стоит сразу запастись достаточным количество медных проводов, и изолирующими материалами. Так как любой генератор будет производить скачки напряжения, то понадобится выпрямитель.
По инструкции для генератора своими руками требуется сделать расчет мощности. Чтобы будущее устройство выдавало необходимую мощность, ему нужно дать число оборотов чуть больше номинальной мощности.
Воспользуемся тахометром и включим двигатель в сеть, так можно узнать скорость вращения ротора. К полученной величине нужно прибавить 10%, это позволит не доводить двигатель до перегрева.
Поддерживать необходимый уровень напряжения помогут конденсаторы. Они подбираются в зависимости от генератора. Например, для мощности в 2 кВт потребуется емкость конденсаторов в 60 мкФ. Таких деталей нужно 3шт с одинаковой емкостью. Чтобы устройство получилось безопасным, его нужно заземлить.
Процесс сборки
Тут все просто! К электродвигателю подключаются конденсаторы по схеме «треугольник». В процессе работы периодически нужно проверять температуру корпуса. Его нагрев может происходить из-за неправильно подобранных емкостей конденсатора.
За самодельным генератором, не обладающим автоматикой, нужно постоянно следить. Возникающий со временем нагрев будет понижать КПД. Тогда устройству нужно дать время для охлаждения. Время от времени следует замерять напряжение, число оборотов, и силу тока.
Неправильно рассчитанные характеристики не способны придать оборудованию необходимую мощность. Поэтому перед началом сборки, следует провести чертежные работы, и запастись схемами.
Вполне возможно, что самодельное устройство будут сопровождать частые поломки. Не стоит этому удивляться, так как герметичного монтажа всех элементов электрогенератора в домашних условиях получиться практически не может.
Итак, как сделать генератор из электродвигателя теперь надеюсь понятно. Если есть желание сконструировать аппарат, мощность которого должно хватать для одновременной работы бытовых приборов и осветительных ламп, или строительного инструмента, тогда нужно сложить их мощность и подобрать нужный двигатель. Желательно чтобы он был с небольшим запасом мощности.
Если при ручной сборке электрогенератора постигла неудача, не стоит отчаиваться. На рынке есть множество современных моделей, не нуждающихся в постоянном надзоре. Они могут быть различной мощности, и достаточно экономичными. В интернете есть фото генераторов, они помогут оценить габариты устройства. Единственный минус – это их дороговизна.
Фото генераторов своими руками
electrikmaster.ru
Солнечный генератор электроэнергии
Использование дизельного топлива, бензина или керосина в качестве топлива для ваших генераторов, безусловно, может оказаться большим дискомфортом как для вас, так и для нашей природной среды. Знаете ли вы, что даже пары бензина, как правило, тяжелее, чем воздух и что они фактически остаются на полу просто ждать, пока искра не упадет? Это, безусловно, может стать весьма вредным, но все же в настоящее время существует на самом деле определенный прибор, который поможет вам искоренить использование бензина для генераторов. Он известен как солнечный генератор электроэнергии.
Генератор энергии из солнечной энергии: Многие преимущества и недостатки этой системы.
Многие из этих солнечных генераторов могут быть приобретены или вы можете легко разработать свои собственные. Солнечные генераторы энергии и все природные, безусловно, путь по которому вы должны идти.
Как работает солнечный генератор электричества: Описание и принцип работы
Генератор солнечной энергии состоит из трех простых, основных компонентов: панели, зарядного устройства для аккумулятора, а также самого генератора. Солнечная панель вашего генератора захватывают энергию солнца и хранит ее в батарее для использования в будущем. Легко транспортирующиеся модели солнечных генераторов идеально подходят для срочных случаев. Вы сможете также использовать солнечный генератор, чтобы сэкономить деньги на зарядку ваших маленьких электронных гаджетов.
Как правило, много компаний, продающих эти устройства, обеспечивают гарантию от 20 до 30 лет на свою продукцию. Сегодня в мире часто практикуется приобретение солнечный генератора для хранения энергии. Например, многие штаты в США готовы купить дополнительную электрическую энергию, произведенную с помощью этой солнечной энергии. Часто ветер ломает энергетические линии, которые покрыты снегом. Вообще, всякий раз, когда вы теряете энергию здесь, вы идете в гараж, включаете генератор и тянете провода.
Установка солнечных генераторов электроэнергии будет немного дорогостоящей покупкой по сравнению с установкой ветровых генераторов на чердаке, которые могут иметь цену около 500 долларов, тем не менее, можно сказать, начиная от 250 долларов вы можете обратиться за помощью к специалисту по установке солнечного генератора.
Основные преимущества солнечных генераторов электроэнергии
Максимальной пользой, которую вы получите от генератора работающего на солнечной энергии является то, что он использует бесплатный солнечный свет или, другими словами система подпитывается солнечным светом, а вы не платите за это. Солнечная энергия производится путем сбора солнечного света и преобразования его в электричество. Это достигается за счет использования панелей солнечных батарей, которые являются большими плоскими панелями, состоящими из множества отдельных солнечных элементов.
Солнечная энергия является бесплатной и это абсолютно чистый и неиссякаемый источник энергии!
Теперь у нас есть технология, чтобы использовать этот богатейший источник энергии. Солнечная энергия является одной из форм альтернативной энергии, и что само по себе является огромной частью плана экологически чистого движения.
Солнечный генератор электроэнергии, который имеет большие фото-гальванические панели, принесет много энергии. Можно установить тип устройства для общей выработки электроэнергии в доме и этот продукт может параллельно работать по линии ветровых турбин в процессе получения энергии.
Недостатки фото-гальванических генераторов
В списке недостатков, которые могут возникнуть при работе солнечного генератора является то, что он может быть совершенно бесполезным, если вы установлен в месте, где не слишком солнечно. Даже несмотря на солнечные батареи, которые все еще будут в состоянии собрать немного солнечной энергии, процесс получения бесплатного электричества потребует больше времени по сравнению с теми, что находится в солнечной окружающей среде.
Еще один недостаток, с которым вы столкнетесь является тот факт, что первоначальные инвестиции для фото-гальванических генераторов могут быть очень дорогими по сравнению с газо-генераторами, однако, вам не придется беспокоиться, потому что солнечные генераторы окупаются через несколько лет и дальше помогают экономить деньги.
Солнечный генератор электроэнергии может определенно способствовать большой пользе для нашей земли и будущих поколений. Всем известно, что ресурсы, которые мы используем, начинают истощаться и благодаря использованию устройств работающих на солнечной энергии, таких как, ветряной генератор на крыше, зарядное устройство на солнечной энергии и фонари на солнечных батареях, мы фактически способствуем восстановлению экологии на нашей земле.
www.todbot.ru
Собираем солнечный генератор для чрезвычайных ситуаций
Солнечный генератор является отличной альтернативой: он безопасен, может работать долго, в нем не нужно заменять топливо, плюс он не наносит вреда окружающей среде. Переносной солнечный генератор вполне можно собрать своими руками, стоит только следовать этим инструкциям.
Основой генератора является батарея, которая заряжается с помощью солнечных панелей. Батарея может запитать 12В лампу и одну электрическую розетку, используя преобразователь. В отличие от бензиновых или дизельных генераторов этот генератор может быть использован прямо в помещении, он не дает выхлопа и работает совершенно бесшумно. Количество генерируемой энергии регулируется исключительно емкостью батареи, поэтому вы можете собрать именно такой генератор, который вам нужен.
Можно собрать два типа генератора: "все-в-одном", где солнечные панели являются частью самого генератора, или раздельный вариант, в котором солнечная панель прикреплена к стене или крыше дома, а остальной механизм подключается к ней, когда нужно зарядить батарею. В обоих случаях сборка одинаковая, отличается только кожух. Раздельный генератор лучше выбирать, если вам нужно снабдить электроэнергией дачный домик или гараж, тогда как "все-в-одном" предпочтительнее, когда электроэнергия вам нужна буквально "на ходу".
Для сборки солнечного генератора вам понадобятся:
· Солнечная фотогальваническая панель – собирает солнечный свет и преобразует его в электроэнергию;
· Батарея 12В – аккумулирует энергию для дальнейшего использования;
· Контроллер заряда – останавливает работу панели, чтобы не допустить избыточной зарядки батареи;
· Преобразователь напряжения 12В-240Вт – преобразовывает полученное напряжение в переменный ток 240Вт;
· Энергосберегающая лампа на 12В (опционально) – энергоэффективный способ обеспечить яркое освещение;
· Кейс от набора инструментов (опционально) – исполняет роль кожуха для генератора.
Расчет требуемой мощности
Размер различных частей зависит от того, сколько электроэнергии вы хотите получить на выходе и как долго ваш генератор должен работать. Типичное отключение электроэнергии обычно длится меньше одного часа и в совсем редких случаях – меньше 4 часов. Во время этого отключения большинство жителей современных домов хочет, чтобы продолжал работать холодильник, и было освещение. С этими требованиями может справиться даже самая небольшая солнечная батарея.
В течение 24 часов среднестатистический домовладелец тратит около 800-1000 Вт в час. В чрезвычайных ситуациях это потребление снижается до 75-200 Вт в час – этого как раз хватает на освещение и питание таких требующих непрерывной подачи электроэнергии приборов, как холодильник или морозильная камера. На каждые 100 Вт*час вам требуется батарея емкостью 10 А*час. Таким образом, для получения 200 Вт в течение четырех часов вам нужна батарея емкостью 80 A*час.
Нам понадобится свинцово-кислотная батарея (называемая также тяговой батареей). Такие батареи выглядят так же, как автомобильные аккумуляторы, но имеют другой химический и механический состав. Для нашего генератора нельзя использовать автомобильные аккумуляторы, потому что их конструкция не предполагает полную разрядку, и они испортятся, как только это произойдет. Свинцово-кислотные батареи можно купить в специализированных магазинах, где продаются батареи и автомастерских.
Когда вы рассчитаете емкость батареи, можно вычислить размер солнечной панели. Он будет зависеть от того, как часто вы планируете использовать генератор, насколько велика емкость батареи и сколько солнечного света проникает в ту местность, где вы планируете его использовать. Если солнечная панель будет установлена снаружи в южном направлении под углом приблизительно 45°С, она будет производить зимой за день примерно в 2-2.5 раза больше, чем указано в технических характеристиках, а летом – больше в 4-8 раз.
Обязательным требованием является быстрая подзарядка, чтобы генератор достаточно скоро снова стал готов к использованию. Однако если вы выберете слишком большую солнечную панель, ее будет очень сложно окупить, а большинство вырабатываемой ею энергии будет уходить в никуда. Компромиссным решением будет приобретение батареи, полная подзарядка которой будет занимать около 10-15 дней. Не пытайтесь заряжать батарею частично, это быстро приведет ее в негодность. Всегда можно дополнить солнечную панель другим источником питания, чтобы быстрее зарядить батарею.
Чтобы рассчитать мощность солнечной панели, возьмите емкость батареи в А*час и умножьте ее на количество В (обычно 12). Разделите полученное число на 2.5 (часа на подзарядку солнечной энергией в день в зимнее время) и разделите на количество дней, за которое вы предполагаете полностью заряжать батарею. Число, которое получится в результате, и есть мощность солнечной панели (в Вт).
Например, батарея с показателями 12В 80А*час дает 960Вт*час энергии.
960/2.5 часа = 384.
384/15 дней = 25.6 Вт – такова требуемая мощность солнечной панели.
Преобразователи напряжения
Преобразователи берут напряжение 12В из батареи и преобразовывают его в переменный ток 240В. Существует множество вариантов преобразователей мощностью от 75Вт до 3КВт, и очень важно не перегружать их. Преобразователи могут сильно нагреваться во время работы, поэтому если вы хотите поместить детали генератора в кейс, очень важно оставить достаточно места вокруг преобразователя, чтобы не перегреть остальные элементы. Во время покупки преобразователя рекомендуем выбирать тот, в котором есть защита от недостатка мощности. Когда заряда в батарее останется совсем мало, преобразователь выключится, вместо того, чтобы разряжать батарею полностью. Полная разрядка свинцово-кислотной батареи опасна тем, что может повредить или разрушить батарею, так что лучше этого избегать.
Сколько мощности потребляют устройства
Вы можете узнать, сколько мощности потребляют используемые вами устройства, прочитав информацию либо на задней панели или дне устройства, либо на наклейке на адаптере. Чаще всего эти данные указываются в вольтах и амперах. Например, преобразователь ноутбука может иметь напряжение 19.5В и силу тока 4.5А. Перемножив две эти величины, можно узнать, сколько ватт в час использует устройство – таким образом, получим, что ноутбук потребляет максимум 88Вт*час.
Сложно привести здесь таблицу потребления электроэнергии, так как требования сильно различаются от модели к модели даже одного устройства. Кроме того, многое зависит от класса энергоэффективности устройства. Примерный расход основных приборов указан в таблице 1:
Таблица 1. Потребление энергии различными приборами.
Энергосберегающая лампа
8-11В*час
Холодильник класса А
15-20В*час
Морозильная камера класса А
20-25В*час
Холодильник класса F
150-180В*час
Барабанная сушилка
1200-1400В*час
Посудомоечная машина класса А
30-40В*час
Посудомоечная машина класса Е
150-200В*час
Ноутбук
70-100В*час
Персональный компьютер с монитором
350-450В*час
24" ЭЛТ телевизор
80-90В*час
15" телевизионная плоская панель
50-80В*час
32" телевизионная плоская панель
240-300В*час
Маленькая микроволновая печь
600В*час
Большая микроволновая печь
800В*час
Энергоэффективный пылесос
800В*час
Пылесос
2000В*час
Вентилятор
2000В*час
Фен
1400В*час
Энергоэффективный чайник
750В*час
Чайник
2000В*час
Как видно из этой таблицы, в каждом доме находятся приборы, которые потребляют очень много электроэнергии. Когда вы планируете свой генератор, таких приборов по возможности нужно избегать. Например, вместо того чтобы разрабатывать солнечную батарею больших размеров, гораздо эффективнее перейти на обогрев помещения и приготовление пищи с помощью газа.
Выбор солнечной фотогальванической панели.
Существует два вида солнечных панелей – аморфные и кристаллические.
Аморфные панели больше по размеру, так как они наименее эффективны под прямыми солнечными лучами. Зато такие панели генерируют большую часть энергии в условиях слабого освещения и могут заряжаться даже от лунного света и уличных фонарей.
Кристаллические панели меньше аморфных примерно в 3 раза, что делает их портативными и более простыми в установке. Их цена выше, чем у аморфных панелей, однако можно найти варианты, сходные по цене.
Сборка генератора
Шаг 1 – монтаж генератора
Для начала мы взяли старый источник бесперебойного питания без батареи, вскрыли его и вынули все части из кожуха. Вы, конечно, можете оставить кожух: между нами, это гораздо безопаснее, чем валяющиеся тут и там провода, подключенные к 230В. Но мы хотели поместить генератор в пластиковый кейс для инструментов, чтобы генератор было удобно переносить. В ИБП первым делом нужно отключить сигнал, который непрерывно пищит при отключении электроэнергии. Это было достигнуто путем отсоединения спикера с помощью небольшой отвертки. После чего все батареи были соединены параллельно между собой и присоединены к ИБП.
При присоединении батарей очень важно соблюдать полярность. Так как они присоединены параллельно, наш генератор будет работать даже в случае неверной полярности некоторых из них, но тогда батареи быстро будут выходить из строя.
Проверка шага 1
Прежде чем присоединять солнечную панель, необходимо убедиться в том, что генератор работает. У нас было 2 12В батареи, одна емкостью 14А*час, вторая – 4.5А*час, что в сумме дало 18А*час, с которыми можно было работать. Принимая во внимание КПД батарей и утечки через преобразователь, мы должны были получить приблизительно 200Вт мощности – достаточно для того, чтобы запитать дом в чрезвычайной ситуации на 2 часа.
После включения ИБП в сеть и полной зарядки батарей мы отключили устройство от сети, подключили к нему телевизор, ноутбук и настольную лампу и оставили эти приборы включенными до тех пор, пока батареи не сели. Суммарная мощность, которая требовалась этим приборам, равнялась 189Вт. Генератор смог поддерживать питание 1 час 4 минуты до полной разрядки – всего 201Вт мощности.
Шаг 2 – присоединение солнечной батареи
Контроллер заряда – один из самых важных частей этого набора, он не дает батареям перезарядиться. Избыточный заряд очень опасен для батарей, так как может их испортить. В самом худшем случае батареи могут загореться или взорваться. Контроллер и панель были подключены, как указано на рисунке:
Проверка шага 2
Мы вынесли генератор наружу, так как день был достаточно солнечным, и проверили его тестером, чтобы никто не ударился током о корпус ИБП. Наша панель посылала приблизительно 720-780мА на батареи, что эквивалентно примерно 9Вт мощности при 17.2В - вполне достаточно для подзарядки 12В батарей. Исходя из этого, было подсчитано, что полная зарядка батарей займет от 3 до 7 дней, если панель будет получать хотя бы немного прямого солнечного света каждый день.
Шаг 3 – окончательная сборка
Последним шагом является помещение всей конструкции в кейс. Нашей целью была переносная система, поэтому очень важно убедиться в том, что батареи уложены тщательно. Мы использовали широкие липучки, чтобы все хорошо закрепить. Солнечная панель была прикреплена к внешней поверхности кейса с помощью строительного цемента. После чего все остальные детали были уложены в кейс так, чтобы снаружи нельзя было получить смертельный заряд от проводов.
Проверка шага 3
Мы еще раз проверили все с помощью тестера. После чего запитали батареи и попробовали поработать на свежем воздухе дрелью. Все работало так, как ожидалось.
Для устройства стоимостью менее £50 у нас получился отличный солнечный генератор. Его можно взять с собой куда угодно, использовать как снаружи, так и в помещении. Он может быть заряжен быстро от сети и медленно от солнечной батареи. Он может как выдавать много энергии сразу – до 10А в случае необходимости – так и обеспечивать меньшую мощность для поддержания работы необходимых электроприборов в течение 2 часов в случае отключения электроэнергии. Также он удобен при переноске, поэтому можно легко получить электроэнергию там, где это необходимо, например, в саду. А благодаря отсутствию вредных выхлопов его можно использовать в неснабженных электричеством помещениях, что намного безопаснее, чем протянутые по полу провода.
Статья переведена с английского языка специально для интернет-портала "Энергоэффективная Россия"
