Як побудувати сонячну електростанцію та зекономити 3000$+?
В даній статті піде мова про побудову саме автономної СЕС – це така електростанція, яка не віддає електричну енергію в мережу, а призначена для забезпечення власних потреб. Проте деякі поради будуть актуальні і для мережевих СЕС.
Вихідні умови: забезпечити 1) круглорічно та 2) на весняно-осінній період електроенергією середній заміський будинок з добовим споживанням 5кВт*год (150кВт*год/міс) та автономістю 2 дні. Пікове навантаження на інвертор складає 6кВт.
Потужність автономної сонячної електростанції
Визначання потужності власної СЕС доволі індивідуальне завдання і залежить від багатьох факторів. Проте, якщо брати вихідні умови та проаналізувати досвід інших людей, то небхідна потужність сонячної електростанція складе 4-4,5кВт. Сумарна генерація в зимовий період перекриє потреби в 150кВт*год на місяць. Для весняно-осіннього періоду достатньо 1,5кВт потужності. Якщо Ви хочете більш конкретно розрахувати потужність СЕС для Вашого будинку то Вам сюди.
Вибирайте панелі з потужність 250Вт+
Якщо Ви будуєте електростанцію для себе і так сказати “на віки” тоді вибирайте монокристалічні сонячні батареї. Щоб зменшити вартість СЕС, вибирайте панелі з потужністю 250 Вт+. Наприклад, сонячна панель потужність 100Вт коштує приблизно 100$, а 370 Вт – 175$.
В даному випадку вибираємо 12 панелей Risen Solar RSM72-6-370M = 4440Вт, 2100$+система кріплення 286$ = 2386$. Для весняно-осіннього періоду – 800$.
Вибір напруги сонячної системи
Від вибору напруги СЕС дуже залежить вибір подальшого обладнання та втрати в кабелях. Чим нижча напруга, тим більший потрібний струм для забезпечення однієї потужності, для 4,5кВт: 12В струм 375А, а при 110В – 41А. При збільшенні струму дорожчають контролери заряду, інвертори, потрібно товстіші провідники та збільшуються втрати. Так, вартість контролера на 12В (720Вт) складає 93$, а на 110В (4500 Вт) – 140$.
Контролер заряду – MPPT контролер
В якості контролера заряду використовуйте контролери типу MPPT. Це дозволить отримати максимальну ефективність та віддачу енергії. Наприклад такий контролер має діапазон напруг 96-128В, що дозволяє використати літій-іонну батарею з середньою напругою 110В.
Використання контролерів типу PWM з літієвими акумуляторами немає сенсу, так як його функції виконує плата захисту та балансування батареї BMS.
Вибираємо один контролер MPPT 96v 45A за ціною 140$.
Літієві акумуляторні батареї
Літієві акумулятори мають ряд переваг над іншими видами: велика кількість циклів заряд-розряд, можливість заряджання та розряджання високими струмами, висока ефективність (до 97%), можливість використання в житлових непровітрюваних приміщеннях. А от використання б/у автомобільних акумуляторів (нові не розглядаємо, так як їх вартість рівна вартості літієвих) не має ніяких переваг, окрім дешевизни, яка є дуже сумнівна.
При заряді таких АКБ втрачається 40-55% енергії, тобто зарядивши їх Ви використаєте 2кВт*год, а розрядивши отримаєте тільки 1кВт*год. Таким чином, стартерних АКБ треба в два рази більше ніж літієвих, і потрібно згенерувати в два рази більше енергії, тобто на 10-30% більше сонячних панелей. Додайте сюди ще вартість додаткових контролерів та інвертора, а також обов’язкову вентиляцію приміщення, так як виділяються шкідливі речовини, і від економії не залишиться нічого.
За два дні наш будинок спожиє 10кВт*год. Приймемо, що при заряді втратиться 10% енергію, тобто потрібно 11кВт*год літієвих батарей. На даний момент їх ціна складає 110$/кВт*год = 1210$ додамо сюди плату балансування BMS за 94$ та витрати на корпус та провідники і отримаємо 1320$.
Надійний інвертор за невеликі кошти
Заводскі інвертори великої потужності коштують дорого. Проте китайці придумали багато модулів, з яких можна самому зробити інвертор. Одним з таких модулів є модуль перетворення постійної напруги в змінну напругу з “чистою синусоїдою”. Його потужність при 96В(110В) складає 9,5кВт. Проте для такого модуля потрібний трансформатор, щоб підняти напругу до 220В. Тому для цього використаємо радянський зварювальний трансформатор – деталі тут. Якщо Ви самі не можете з’єднати модуль з трансформатором, то не хвилюйтеся, таке з’єднання входить у вартість монтажу СЕС.
Вартість модуля складає 126$ + трасформатор з вторинного ринку 150$ + провідники та з’єднання = 290$.
Монтаж сонячної електростанції
Якщо Ви маєте достатню кваліфікацію та ознайомитесь з інформацією в інтернеті та на цьому сайті, то Ви можете самі змотувати Вашу СЕС. Але пам’ятайте, що Ви це робити на власний страх і ризик. Якщо Ви не компетентні в даній справі, то краще довірте цю роботу професіоналам.
Вартість монтажу даної СЕС орієнтовно складає 400-500$, приймемо 450$.
Підсумки
Автономна СЕС
круглорічна- Сонячні панелі – 2386$
- Контролер заряду – 140$
- Акумулятори – 1320$
- Інвертор – 290$
- Монтаж – 450$
- Інші витрати – 100$
Автономна СЕС
весняно-осіння- Сонячні панелі – 800$
- Контролер заряду – 140$
- Акумулятори – 1320$
- Інвертор – 290$
- Монтаж – 150$
- Інші витрати – 50$
А що нам пропонує ринок? Середня вартість СЕС з такими параметрами складає 7500-8000$. За ці гроші ви отримаєте менш ефективну і менш довговічну (в плані акумуляторів) сонячну електростанцію.
Отже, скориставшись інформацією з цієї статті Ви отримаєте ефективну домашню сонячну електростанцію та зекономити 3000$+!
Будьмо дружніми!
Привіт, мене звати Юрій!
Я інженер та блогер. Веду цей блог про альтернативну енергетику, електротранспорт та технології автоматизації.
Чи можна зробити весняно-осінню і у перспективі розширити на цілорічну? Таке рішення передбачає тільки докуповуваня СП чи і іншого обладнання?
Звичайно що можна. Це доволі частий випадок. Одразу купуйте контролер заряду більшої потужності, або залишайте місце на підключення другого, і в майбутньому додасте ще одне поле сонячних панелей.
Вартість сонячних панелей доволі знизилася і на даний час СЕС є ще доступнішою.