エンドユーザーにとっての本当のソーラー自治は、費やしたお金、サンプル、デバイスの設置、そして電気を経済的に使用するための家庭の訓練で構成されています。 さらに、最後の点は特別な注意を払う価値があります。なぜなら、自律性にはエネルギー消費に対する非常に特別なアプローチが含まれており、身近な行動の再構築さえも含まれているからです。
太陽電池パネルはシステムの最も目に見える部分であり、太陽のエネルギーを電気に変換することさえあるので、それらから始める価値があります。 太陽電池を入手するには2つの方法があります。自分で行うか、既製のものを購入します。 すぐに言わなければならないことは、いくつかのパネルの製造における最終製品の最終コストは、経験がなくても、同じ容量の完成パネルとほぼ同額ですが、工場で生産されることです。 しかし、自分でやるのは面白いです。
ここで、もう一度少し理論を追加する必要があります。 単結晶、多結晶、アモルファスシリコンの3つの異なるセルで構成される太陽電池技術があります。 それらは構造が異なり、これは目でも見ることができます。 私はできるだけ簡単に伝えようとしますが、化学組成の違いに突入したい人は情報を自分自身で見ることができます-記事をいっぱいにしないでください。
アモルファスシリコンは、最も有望な製造技術です。 曲げることができるパネルを作成し、拡散光、つまり曇りの天候で電流を生成できますが、非常に急速に劣化するため、効率が低下します。
単結晶-プライマリシリコンでできた純粋なセル。 原則として、介在物のない黒いプレートは、角が丸い形状のほぼ正方形です。 場合によっては、要素のラインの電圧を上げるために半分にカットされます。
多結晶-二次シリコン製のセル、またはあまりきれいではありません。 おそらく、単結晶スクラップが使用されます。
バッテリーの種類は、コストの高い順に並べられます。 そして、2番目と3番目のオプションがまだ近い場合、最初のオプションは明らかにコストが発生し、時間の経過とともにエネルギー生産量を削減します。 中国で独自のソーラーパネル（以下、JVまたはSB-Solar Battery）を製造するために、SBのペアごとにグレードBクラスの太陽電池のバッチを注文しました（要素の分類についてはこちらで確認できます ）。 キットにジャンクションボックス、セルを相互に接続するためのタイヤ、および少なくとも数メートルのケーブルが含まれていることを確認する必要があります。 バッテリーを接続するためのMC4コネクタもそこに注文されました。 ロシアでは、厚さ4 mmの強化ガラスの製造が注文されました。 この厚さは、すべての種類のつらら（あられ）およびその他の気象条件（標的にされた石吹きが生き残る可能性は低い）から保護する必要があるためです。また、要素の効率を高めるには、光を当てたガラスが必要です。 ガラスのフレーミング、チップの保護、取り付けの容易さのために、30x30のアルミニウムコーナーとそれに必要なファスナーが購入されました。 ソーラーパネルをシステムに接続するために、断面が6 mmのマルチコア銅ケーブルが選択されました。 充電のために、中国ではPWMコントローラーが注文され、220Vデバイスに電力を供給するために100ワットの容量を持つシンプルなカーインバーターが注文されました。 後で、従来のワットと中国のワットの違いについて説明します。
エネルギーシステム番号1。 予算的
自作の太陽電池パネルの生産
だから、アセンブリ。 最初の写真のように、モジュールは箱に入っていて、そのうちのいくつかは壊れていました。 このため、在庫として、原則として約10個があります。 私は手紙で中国人に不平を言い、彼は私に別の10個の細胞を無料で送った。 中国の売り手の声明によると、各セルは0.5 Vと4 Aを与えました。 つまり、各モジュールは2ワットです。 バッテリーを充電するには、14.4ボルトを超える電圧が必要です。つまり、セルを直列に組み合わせる必要があります。 工場のパネルを見て、多くの自家製職人の練習を使用して、36個の元素からなる2つのチェーンを同じガラスに結合し、ピーク時に18ボルトと8Aを受け取ることにしました。 つまり、1つのパネルで最大144ワットのエネルギーをもたらすことができますが、これは決して起こりませんでした。 理由は後で検討しますが、今は製造しています。
手順は簡単です。 タイヤをはんだ付けします。
フレーム付きガラスの調理：
積み重ね、はんだ付け、バスバーを取り外してワイヤをはんだ付けし、すべてのプレートを密封するために特別な化合物を充填します。 人々はシーラント、さまざまなマスチックを注いで、私はサンクトペテルブルクの会社が生産した完成したコンパウンドが好きでした。 制作がロシア語であることは素晴らしいことです。そのため、お金を与えることは残念ではなく、結果は喜ばれました。 接点端子にダイオード付きの密閉ボックスを取り付けると、バッテリーの1つが暗くなった場合にシリアル接続中にシステム電源が低下するのを防ぐことができます。 箱にはセルが入っています。
その結果、推定出力が288ワットのソーラーパネルを2つ入手しました。
しかし、多くの慣習があります。 ソーラーパネルが加熱されると、その効率は計算されたパーセンテージから20低下します。さらに、はんだ付け中に不可避的に発生する要素やマイクロクラックは失われません。 夏の太陽で測定した結果、各パネルから40ワットが得られました。つまり、結果は予想よりも3倍小さくなっています。 このようなパネルの価格は約6000-6500ルーブルでしたが、出荷時の工場のパネルの価格は7000-7500ルーブルでした。 だから私は自分のイニシアチブを終了し、将来的には工場のパネルだけを買いました。
ベース電圧の選択
おそらくこれは、太陽電池パネルを設計するときに行わなければならない最初の決定の1つです。 事実、太陽電池式のシステムは、12の倍数の電圧で作成されます-ほとんどのバッテリーはそのような電圧を持っているからです。 2Vセルから組み立てられた大容量のバッテリーでさえ、12、24、36、または48ボルトで収集されることがよくあります。 ここで、物理学と電力の式を思い出さなければなりません：P = U * I その結果、等しい電力で、電圧を上げると、電流が減少します。 電流が減少すると、素子ベースの負荷が減少し、ワイヤの断面積が減少することは当然ですが、無限に電圧を上げることは不可能です。 ここで、次の問題が存在します。電圧が36ボルトを超えると、交流とは対照的に、直流は人間にとってはるかに危険です。 理論を掘り下げなければ、ほとんどの場合、220Vの電圧の交流から手を引き離すことができますが、一定の電流から手を離すことはほとんどできません。 これに加えて、12Vが自動車のバッテリーの一般的な電圧であるため、低電圧に投票することができます。これは、この電圧用に設計された多くの異なる機器があることを意味します。 さらに、従来のバッテリーをパラレルに追加するだけでバッテリー容量を増やすことができますが、高電圧では、バッテリーをペア、トリプル、またはフォーで購入する必要があります。 バッテリーの直列接続には、もう1つの不快な瞬間があります。問題が時間内に追跡されない場合、最初に1つのセル、次にバッテリー全体およびチェーン全体の障害につながるセルの不均衡です。
私の選択：12V
ソーラー充電コントローラーの選択
コントローラーには主に2つのタイプがあります。PWMまたはPWMコントローラーとMPPTまたは最大電力点追跡-最大電力点の追跡です。
最初のタイプは可能な限りシンプルであり、PWMに精通している人に説明する必要はありませんが、他の人にとっては可能な限りシンプルです：バッテリーの最大充電レベルに達すると、リップルコントローラーはバッテリーに電流を供給し、再充電を許可しません。 さらに、このスキーム：シンプルさ、つまり低コスト。 マイナス：電圧定格がバッテリー電圧定格と一致するバッテリーを接続できます。
MPPTコントローラーはより複雑で、高価ですが、大きな利点があります：ソーラーパネルを直列に接続できるため、回路の電圧をコントローラーに上げ、電流を減らすことができます。これにより、細いワイヤーを使用し、コントローラーへのエネルギー伝達の損失を減らすことができます。 また、特定の周波数でさまざまな電圧の電流をスキャンし、最大電力のポイントを選択するため、このようなコントローラーの効率は高くなります。 したがって、名前。 テクノロジーの世界に飛び込みたい場合は、 ここに進んでください 。合理的かつ詳細に説明されています。
私自身のパネルに、最大30Aの充電、つまり12Vの電圧で360Wまたは24Vの電圧で720Wを充電する中国のPWMコントローラーを購入しました。 ただし、システムは12Vで選択されているため、制限は30Aまたは並列に接続された3つのソーラーパネルです。
そこに注文した電圧計と電流計を追加して、バッテリーの状態とバッテリーに充電されている電荷を確認しました。 私はまだ主電源に接続しようとしていると信じていたため、バッテリーは190 Ahの容量を持つ最も安価な鉛酸を選択しました。
インバーターを選択してください
私たちのシステムの最も面白いポイントに進みます。 まず、パワーに加えて、インバーターは簡単に2つのタイプに分けられます。出力での純粋な正弦波と、修正された正弦波（近似正弦波または蛇行も記載されています）。 前者は純粋な正弦波信号を生成しますが、後者はグラフにステップがあります。
ほとんどの機器では違いはなく、簡単な電圧計を接続すると、その測定値はほぼ同じになります。 しかし、同じ電力の両方のタイプのデバイスの価格を比較すると、価格が桁違いに異なることがわかります。 純粋なサインにお金を払う必要がありますが、なぜそれが必要ですか？ 実践が示しているように、ほとんどのデバイスは修正された正弦波に簡単に対応できますが、一部のエンジン（冷蔵庫のコンプレッサーなど）はさらに加熱を開始し、早期故障のリスクが高まります。 さらに、オーディオ機器を修正された正弦波に接続すると、顕著なノイズが聞こえますが、これは良い音を楽しみたいときにまったく満足しません。 私自身の経験から言えば、変更された正弦波の使用を拒否したのは洗濯機だけでした。他のすべてのデバイスは正常に機能しました。 優れたインバーターの合計がある場合、他のデバイスが信号純度に敏感であれば、純粋な正弦波を選択する価値があります。
インバーター電源を選択します
この問題では、インバータの選択に影響を与える多くのニュアンスがあります。 ルールが適用されます：計画された電力負荷全体が合計され、2倍されます。 たとえば、60ワットの4つのランプ+ 800ワットの洗濯機+ 80ワットのラップトップ+ 100ワットの冷蔵庫+ 50ワットのテレビ。 最大消費量は240 + 800 + 80 + 100 + 50 = 1270 Wで、1300〜1500 Wのインバーターで十分です。 異なる負荷は異なる動作をします。 たとえば、冷蔵庫の起動電流は起動時に値の10倍に達する可能性があります。つまり、瞬時に1 kWの電力が必要になります。そのときに照明と洗濯機がオンになっている場合、インバーターは燃えなければ単純に故障します。 さらに、1,500 Wのこのタイプの中国のインバーターは、100ワットのエネルギー消費の定格電力で冷蔵庫を起動できませんでした。 冷蔵庫が発電機から起動し、位相スイッチを使用してインバーターにすばやく切り替えられたときに実験が行われました。 そのため、600ワットの中国のインバーターから冷蔵庫に電力を供給することが可能でした-野barさは困難ですが、うまくいきました。 問題は1つです。2回目は冷蔵庫が冷蔵庫を起動できません。 詐欺は、冷蔵庫の設定を最大霜に設定することでした。 そして、冷蔵庫はオフになるまでフリーズします。 そのため、昼間は食べ物を凍結し、夜はそれをオフにすることができます。
したがって、インバーターの電力は、従来のデバイスの2倍の消費電力を提供するか、モーターを起動するのに10回必要です。
私の選択：1000ワットと600ワットの電力を持つ2つの中国製インバーター。
複製
安価でシンプルなコンポーネントを選択するときは、システムの複製をすぐに使用することをお勧めします。 これにより、いずれかの要素に障害が発生した場合でも、電気なしで放置されることがなくなります。 このような再保険は高価ではありませんが、安心と安定した栄養を提供します。
一般的に、最初の自律性は次のようになりました。
1.総出力80ワットの自家製ソーラーパネル2枚
2.最大30Aの最大電流を備えたPWMバッテリー充電コントローラー
3. 190 Ah車の鉛蓄電池
4.正弦波を修正した600 Wおよび100 Wインバーター
実行予算の自治のスキームは次のようになります。
インバータは、ソーラーパネルのすべての電力を消費する場合でも、バッテリーに直接接続することに注意してください。 また、ソーラーパネルが接続されている場合、コントローラーの電源障害を回避する必要があります。これは、コントローラーの障害で脅かされるためです。
ソーラーオートノミーがこの形で存在した最初の年は、ガジェットを充電したり、夜明けにとどまり、明るい晴れた日にドリルやジグソーパズルのように電動工具で作業したりすることができました。
材料は予想以上のものであることが判明したため、ソーラー自治の2番目のバージョンは少し費用がかかりましたが、強力な電動工具を使用し、ポンプステーションを使用することができました。一般的に、次の記事で夏にガスジェネレーターを使用することは拒否します。 良い中国とヨーロッパの中国の違いは何ですか？ Ebayを通じて高価な機器を購入する価値はありますか？ また、主な質問への回答を提供します：それは価値がありましたか？ 特定の質問をしてください。これについては、次のパートで回答します。