Stromversorgung mit Sonnenkollektoren: Montage des DIY-Systems

Der Artikel untersucht die praktische Anwendung von Solarmodulen, beschreibt detailliert die Knoten, die für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, Selbstverbindung und Einrichtung von Solarmodulen erforderlich sind.

Ausstattung des Stromversorgungssystems: Reichweite, Eigenschaften

Im vorherigen Artikel haben wir uns die Arten von Sonnenkollektoren angesehen. In Solarstromerzeugungssystemen sind diese Elemente jedoch nur Primärwandler. Um ein vollwertiges Hauskraftwerk zu bauen, benötigen wir folgende Ausrüstung:

• Batterieladesteuerung
• Speicherbatterie (Aktienbank)
• Spannungswechselrichter

Batterieladesteuerungen Es gibt zwei Arten: PWM-Controller (PWM-Controller) und OTMM-Controller (MPPT-Controller)..

Der PWM-Controller ist ein einfacheres und billigeres Gerät, das die Batterieladung steuert. Der Wirkungsgrad eines PWM-Controllers ist normalerweise höher als der eines OTMM-Controllers, da er die Batterie in der Anfangsphase des Ladevorgangs fast direkt mit der Solarbatterie verbindet, ohne die erzeugte Spannung umzuwandeln. Es wird empfohlen, OTMM-Steuerungen mit Modulen mit einer nicht standardmäßigen Ausgangsspannung von 28 V und höher zu verwenden.

Der Einsatz von OTMM-Reglern ist in Erzeugungssystemen mit einer Nennleistung von mehr als 400 W wirtschaftlich gerechtfertigt. Ein weiterer Grund für die Verwendung eines solchen Reglers ist der Entwurf einer Solarstation zur ganzjährigen Stromerzeugung. An bewölkten Wintertagen zeigt der OTMM-Controller beim Laden von Batterien seine beste Seite.

Batterie im Solarstromversorgungssystem spielt die Rolle eines Puffers, der elektrische Energie ansammelt.

Im Gegensatz zu allen anderen Solarstationsgeräten ist die Batterie ein Verbrauchsartikel. Je länger es ohne Ersatz funktioniert, desto kürzer ist die Amortisationszeit der von Ihnen gekauften Komponenten. Damit der Akku lange funktioniert, müssen Sie verantwortungsbewusst vorgehen. Die Hauptparameter der Batterie, die für den potenziellen Besitzer von Interesse sind, sind:

• Spannung (Volt, V) – Es werden 12-, 24- und 48-V-Solarbatterien angeboten. Für kleine Heimstationen mit einer Leistung von 200-300 W sind 12-V-Batterien gut geeignet.
• elektrische Kapazität (Amperestunde, A? h) – kennzeichnet die Menge an Elektrizität, die akkumuliert werden kann. Je größer dieser Parameter ist, desto mehr kann das elektrische System im autonomen Modus (bei bewölktem Wetter oder nachts) arbeiten.
• Selbstentladungspegel (% der Nennkapazität) – Je niedriger dieser Parameter ist, desto besser ist die Batterie.

Spannungswechselrichter Entwickelt, um die konstante Spannung der Batterie in die Wechselspannung des 220-V-Netzes umzuwandeln, das die Haushaltslast versorgt.

Auf dem Markt gibt es eine breite Palette von Wechselrichtern mit einer Vielzahl von Funktionen. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Wechselrichterleistung;
• Primärkreisspannung (Spannung der angeschlossenen Batterie);
• das Vorhandensein eingebauter Schutzvorrichtungen (gegen Überlastung, gegen Umpolung der Batterie, gegen Kurzschluss in der Last, gegen übermäßige Batterieentladung);
• sinusförmige Ausgangsspannung (im Prinzip, wenn die angeschlossene Last Motoren enthält, z. B. Waschmaschinen, Kühlschränke, Umwälzpumpen, Lüfter usw.).

Es sollte auch beachtet werden, dass eine übermäßige Anzahl von Funktionen nur zu einer Erhöhung der Kosten des Geräts führt und dessen Konfiguration und Betrieb kompliziert..

Anschlussplan für Solarstationsgeräte

Der Aufbau eines Solarkraftwerkskreislaufs ist recht einfach. Unten finden Sie eine Abfolge von Verbindungen, die durch Fotos veranschaulicht werden. Zur Montage eines einfachen Systems werden ein Solarpanel mit polykristallinen Zellen, ein Laderegler und eine Batterie verwendet. Wir beginnen die Montage, indem wir das Kabel mit dem Solarpanel verbinden.

Dieser Schritt ist für die mit dem Kabel gelieferten Batterien nicht erforderlich. Wir verbinden die Batterie mit den Ausgangsklemmen des Controllers. Ferner müssen die vom Bedienfeld kommenden Drähte an die Eingangsanschlüsse des Ladereglers angeschlossen werden.

Alle Verbindungen werden nach dem Prinzip „+“ bis „+“ und „-“ bis „-“ hergestellt. Wir versorgen die Eingangsanschlüsse des Wechselrichters mit Strom von der Batterie. Nach dem Einschalten des Ladereglers und des Wechselrichters können wir sehen, dass der vom Solarpanel erzeugte Strom die Batterie auflädt.

Um die Polarität der Klemmen der Solarbatterie zu bestimmen, reicht es aus, die Spannung an den Klemmen mit einem Multimeter zu messen. Wenn neben den Spannungswerten ein Minuszeichen steht, entspricht die Position der schwarzen Sonde dem Pluspol (vor dem Messen den korrekten Anschluss der Sonden prüfen). Wenn kein Minuszeichen vorhanden ist, entspricht die Position der schwarzen Sonde dem Minuspol der Batterie.

Installation von Sonnenkollektoren und elektrischen Zusatzgeräten

Die Installation der elektrischen Ausrüstung der Solarstation erfolgt mit einem Kupferdraht. Der Querschnitt des Kupferdrahtes für eine Platte sollte mindestens 2,5 mm betragen². Dies liegt an der Tatsache, dass die normale Stromdichte in einem Kupferleiter 5 Ampere pro 1 mm beträgt². Das heißt, mit einem Querschnitt von 2,5 mm² Der zulässige Strom beträgt 12,5 A..

In diesem Fall beträgt der Kurzschlussstrom des RZMP-130-T-Panels mit einer Leistung von 145 W nur ​​8,5 A. Wenn mehrere Panels mit Parallelschaltung kombiniert werden, sollte der Querschnitt des gemeinsamen Ausgangskabels basierend auf dem maximalen Gesamtstrom aller Panels gemäß dem obigen Konzept (5 A pro 1 mm) ausgewählt werden²).

Es gibt eine Vielzahl von Solarkabeln im Angebot. Ihre Besonderheit ist, dass die äußere Isolierung des Kabels einer Sonderbehandlung unterzogen wurde und eine erhöhte Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung aufweist. Es ist nicht notwendig, solche Kabel zu kaufen. Sonnenkollektoren können mit einem Kabel mit normaler PVC-Isolierung verbunden werden, verlegen Sie es jedoch in einer Wellhülse, die für die Verlegung externer Kabel ausgelegt ist. Diese Option kostet 30-40% weniger.

Der Batterieladesteuerer und der Wechselrichter sollten in einem trockenen Raum mit Raumtemperatur aufgestellt werden, z. B. in einem Schrank oder Flur. Es ist unpraktisch, dieses Gerät im Freien aufzustellen, da die elektronischen Komponenten des Geräts keinen signifikanten Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen ausgesetzt werden dürfen. Die Batterie selbst kann zusammen mit der Elektronik platziert werden.

Wenn Sie sich für die Verwendung von sauren oder alkalischen Batterien entscheiden, sollten Sie diese in einem gut belüfteten Nichtwohnbereich aufbewahren, da sie gesundheitsschädliche Elektrolytdämpfe freisetzen. Darüber hinaus sollten im Raum keine Quellen für Funken- und Brandgefahr mit Batterien vorhanden sein, da in schlecht belüfteten Räumen freigesetzter Sauerstoff und Wasserstoff ein explosives Gemisch bilden können..

Das Solarpanel kann auf zwei Arten installiert werden:

• Bei der festen Installation werden die Paneele stationär auf dem Dach des Hauses oder auf einer an einer Wand oder einem Fundament befestigten Halterung platziert. In diesem Fall sollten die Paneele nach Süden gerichtet sein, die horizontale Neigung der Paneele sollte ein Winkel sein, der dem Breitengrad des Bereichs plus 15 ° entspricht. Der Breitengrad Ihres Standorts kann beispielsweise durch die Messwerte eines GPS-Navigators oder im Google Maps-Dienst bestimmt werden.
• Die bewegliche Installation der Paneele erfolgt auf einer Traverse, die sich azimutal (in Richtung der Sonne am Horizont entlang) und im Zenit drehen kann, wobei die Paneele so gekippt werden, dass die Sonnenstrahlen senkrecht auf sie fallen. Ein solches Installationssystem ermöglicht die Steigerung der Effizienz der verwendeten Solarmodule, erfordert jedoch zusätzliche materielle finanzielle Kosten für den Bau der Traverse, der Antriebsmotoren und des Systems für deren Steuerung..

Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz der autonomen Stromversorgung

Um den Wirkungsgrad eines Solarkraftwerks zu verbessern, können Sie auf zwei Arten vorgehen: einerseits die Menge des erzeugten Stroms erhöhen und andererseits den Verbrauch senken. Die Möglichkeiten zur Erhöhung des erzeugten Stroms können wie folgt sein:

• Installation von Sonnenkollektoren auf einer beweglichen Traverse oder auf einem Zenit-Neigungssteuermechanismus (halbes Maß, aber auch sehr effektiv, hauptsächlich für monokristalline Module);
• Verwendung hochwertiger Batterien mit einem geringen Selbstentladungsgrad und einer langen Lebensdauer ohne signifikante Kapazitätsabnahme;
• Regelmäßige Wartung des Systems: Reinigung der Paneele von Staub und Schnee, Wartung der abnehmbaren und terminalen Verbindungen, um den Kontaktwiderstand und damit die Leistungsverluste zu verringern.

Auf der Lastseite kann die Energieeffizienz wie folgt erhöht werden:

• Zuordnung eines Niederspannungsversorgungskreises direkt von der Batterie, zum Beispiel zum Anschluss von LED-Beleuchtung. Dadurch wird eine doppelte Energieumwandlung im Wechselrichter vermieden.
• Ausschalten des Wechselrichters, wenn die Last am Ausgang getrennt wird, da der im Leerlauf befindliche Wechselrichter immer noch eine geringe Energiemenge verbraucht;
• Installation zusammen mit Beleuchtung von Bewegungssensoren mit Timer, um die lästige Verschwendung von Elektrizität zu vermeiden, da sie einfach vergessen haben, die Lampe im Flur auszuschalten.

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