Сравнение MPPT или PWM контроллеры

MPPT или PWM контроллер для солнечных батарей

Давайте разберемся нужно ли нам переплачивать вдвойне-тройне за MPPT контроллер если полно дешевых обычных PWM контроллеров. Отличие MPPT в том что контроллер внутри имеет трансформатор (медную катушку), по средствам которого более высокое напряжение и номинальный ток от солнечной батареи преобразуется в более низкое напряжение с прибавкой в силе тока.

Таким образом с солнечной батареи можно взять всю ее мощность, до 30% больше энергии при ярком солнце в сравнении с обычными контроллерами. Контроллером отслеживается точка максимальной мощности с батареи. И отбор энергии строится так чтобы держать мощность от батареи максимально возможной, далее преобразовывая на трансформаторе. В общем схема и сам контроллер сложнее, отсюда большая цена.

Контроллеры

контроллеры для солнечных батарей

Простые PWM контроллеры

не добавляют ток зарядки, если написано на 100-ваттной панели что ток нагрузки 5,7А, то вы его и получите и никак не больше. И тут не важно на какую нагрузку, на шестивольтовый аккумулятор, или на двенадцативольтовый все равно максимум Будет 5,7Ампер. Точка максимальной мощности 12-ти вольтовой солнечной батареи обычно в районе 17в, вот и получается 17*5,7=96.9ватт. То-есть если у нас аккумулятор на 17вольт, то мы получим с батареи всю мощность. Но так как у нас обычно аккумулятор заряжается до 13.8-14.2вольта, то мы соответственно можем получить с батареи максимум 14*5.7=79.8ватт.

Но при этом напряжении аккумулятор заряжен и уже не потребляет ток, по-этому надо считать когда аккумулятор может потреблять весь ток идущий от батареи, а это около 13в, значит мы можем получить максимально 13*5.7=70.2ватт. MPPT контроллер понизит напряжение батареи до 17 вольт 5.7А на входе, а на выходе на аккумулятор пойдет 13в 6.9 Ампер, разница с обычным контроллером получается в 1,2 Ампера.

Многие спросят, а зачем тогда в батареях делают такое высокое напряжение если ток больше все равно не возьмешь, может тогда не 36 элементов в солнечных батареях использовать, а скажем 28-30шт и батареи будут дешевле. Да и контроллер не нужен будет так-как батарея не перезарядится при 28 элементах. Да, при солнце мощность будет такая-же и при 30элементах в батарее. А вот если станет пасмурно то аккумулятор перестанет заряжаться так-как напряжение батареи упадет. А если 36элементов, то напряжение тоже упадет в отсутствии солнца, но все равно останется выше напряжения аккумулятора, и он хоть маленьким током, но будет заряжаться.

Обычно люди думают — что лучше, купить еще солнечную батарею, или на эти деньги купить дорогой MPPT контроллер, что выгоднее. Я скажу так, во-первых в пасмурную погоду MPPT контроллер не добавляет мощности и дает тока не больше чем обычный контроллер. За счет MPPT только в солнечную погоду есть выгода, и то не всегдна она под 30%, обычно 8-20% прибавки. Еще большой плюс в том что панели можно соединять последовательно на большое напряжение, тем самым можно ставить тоньше провода идущие от солнечных батарей. Некоторые MPPT контроллеры позволяют на вход подавать 100-200 вольт, а из них контроллер делает маленькое напряжение с большим током, но правда чем больше разница напряжения солнечных батарей и аккумулятора, тем меньше КПД преобразования.

Фото известного mppt контроллера, Трассер 30А, на вход от солнечных батарей можно подавать до 150 вольт. На выходе, на зарядку аккумулятора максимум 30А, если мощность солнечных батарей больше, то она будет ограничиваться. Стоимость контроллера начинается от 5000 рублей если заказывать у китайцев, у наших продавцов ценник может доходить до 20000рублей. Особенности контроллера в том что есть ЖК дисплей с возможностью настройки параметров.

Солнечный контроллер Tracer3215 MPPT

трассер 30А

Обычно солнечных батарей покупают с запасом по мощности, если есть солнце то аккумуляторы всегда успевают заряжаться. Нехватка энергии происходит именно в пасмурные дни и тут MPPT ничем не поможет. Правда еще одна солнечная батарея тоже мало чем сможет помочь, но это все-же лучше чем ничего, по-этому еще одна солнечная батарея будет выгоднее, да и при солнце с еще одной батареи возможно будет больше мощности чем с MPPT контролером.

Тут надо считать, если скажем вы думаете что будет лучше, три солнечные батареи по 100ватт и MPPT контроллер, или четыре солнечные батареи и обычный контроллер. То выгодне четыре батареи с обычным дешевым контроллером, так как лишняя батарея компенсирует отсутствие MPPT, а в пасмурную погоду отдача будет больше чем если было бы всего три батареи и MPPT контроллер. Обычный PWM контроллер, точнее два контроллера, слева самый дешевый на ток 30А, а с права уже по серьезнее с ЖК дисплеем и возможностью менять настройки.

контроллеры для солнечных батарей

А вот если мощности солнечных батарей не хватает даже в солнечную погоду, то тут наверно лучше MPPT контроллер использовать чтобы получить прибавку в среднем 20% энергии в солнечные дни. И то если контроллер получается дешевле чем докупить недостающие батареи. Вообще в моем представлении практически в любой ситуации выгоднее купить больше панелей чем один дорогой MPPT контроллер. Особенно когда большие мощности требуются, то контроллеры стоят по 12-25т. рублей. А обычные контроллеры 2-6т.рублей. А это линейка так сказать псевдо MPPT контроллеры, контроллер слева работает у меня, а справа подобный для примера. Чтобы не ошибиться уточняйте у продавца настоящий это контроллер или производители вводят в заблуждение. Спрашивайте имеет ли внутри контроллер трансформаторную катушку, это обычно ферритовое кольцо на плате заметных размеров с намотанным на нем медным проводом.

контроллеры для солнечных батарей

Есть конечно MPPT и подешевле, но как правило это не совсем MPPT контроллеры, просто не честные продавцы и производители используют маркетинговый ход чтобы продать побольше обманывая людей. Хоть эти псевдо MPPT и умеют отслеживать максимальную точку, но толку от этого мало и ток зарядки они почти не прибавляют. Настоящий MPPT контроллер должен иметь трансформатор и без него не получится трансформировать энергию. Решение все равно остается за вами, что покупать, дорогой фирменный MPPT контроллер, или дешевую «полуобманку», или купить еще солнечных батарей и поставить хороший PWM контроллер.

Как правильно установить солнечные панели

Как правильно установить солнечные панели

Купить солнечные панели и установить их с ошибками, которые не позволят снимать максимальную энергию, как минимум обидно, как правильно установить солнечные панели мы расскажем дальше.

Взять у солнышка максимум — наша задача!

Солнечная батарея на самом деле условное название. По факту этот огромный транзистор называется Фотоэлектронный преобразователь (ФЭП). Из чего становится понятно: сколько фотонов он получит (инсоляция), столько сможет преобразовать в электроны, учитывая свой КПД.

Для монокристаллического кремния это 17-20 %, поликристаллического и аморфного — менее 10 %.

Солнечные поликристаллические модули несколько дешевле, но эта разница сомнительна. А вот ежегодная потеря мощности, ввиду ненормированных загрязнений (естественные, неконтролируемые химические реакции быстро окисляют подложку), КПД стремится к нулю.

Если вы приобретаете их на 2-3 года, это ещё может быть оправдано, но если на всегда, то нет.

Крепление солнечных батарей

осуществляется с помощью локерных саморезов или резьбовых соединений в любом удобном месте алюминиевой, профильной рамки.

Ориентировать ФЭП старайтесь строго на юг. Именно с юга приходит максимум фотонов пройдя атмосферу под прямым углом, с минимальными потерями.

Находясь на востоке или западе, солнечная энергия проходит атмосферные слои по диагонали, со значительными потерями.

Человеческий глаз в течение дня адаптируется и ему кажется, что солнце светит одинаково утром, днём и вечером. На самом деле разница в освещении значительна. Это подтвердит Вам любой фотограф.

Угол установки относительно горизонта для круглогодичного использования должен совпадать с параллелью. Для Украины это 60 градусов. Хорошо если есть возможность менять угол, хотя бы два раза в год, весной уменьшают до 45, а осенью увеличивают до 75.

Устанавливать следящую систему, нецелесообразно, т.к. её стоимость сопоставима с ценой трёх ФЭП, а эффективность повышает на 40 %, и увеличивает вероятность на отказ в силу парусности при порывах ветра.

Иными словами, дешевле и спокойнее поставить два ФЭП. Хотя один наш клиент, фермер в Полтавской области, смастерил нечто оригинальное с помощью цепной велосипедной передачи и ходиков с гирьками.

Утром встанет, выйдет во двор, гирьки перетянет и в курятник. Обещал запатентовать, разбогатеть, купить, и застеклить курам крышу солнечными батарейками. Зачем, спрашиваю? — Летом кондиционер. зимой свет будет.

При стандартной освещённости 1000 Вт/м2. ФЭП переваривает 17-20 %, это 170-200 Вт.

Возникает вопрос: — Где остальные 800-830 Вт?

К сожалению, выделяются в виде тепловой энергии. И как транзистор ФЭП негативно реагирует снижением КПД на каждый градус. В солнечный день нагрев достигает 75 С. (На фото не лучший вариант).

Как правильно установить солнечные панели

При обустройстве гелиосистемы важно не только грамотно подобрать все ее компоненты. Их также нужно правильно разместить. Особенное значение в этой ситуации имеет установка солнечных батарей. От того, как будут расположены панели, зависит, сколько на них будет попадать солнечных лучей. Иными словами, положение гелиомодулей напрямую влияет на производительность всей системы.

Главные правила

Чтобы правильно установить солнечные панели, надо учесть целый ряд индивидуальных особенностей объекта. Однако существуют и общие рекомендации, соблюдение которых необходимо для получения максимального КПД установки.

Наличие тени

Чаще всего солнечные панели размещаются на крышах зданий, иногда – на стенах. Нередко используются и отдельные опоры, на которых можно установить достаточно большие гелиополя. Однако все эти методы объединяет одно требование – отсутствие затенений. Фотопанели надо располагать на крыше дома таким образом, чтобы на них не падали тени от соседних зданий, деревьев и т.д. А поскольку при монтаже батареи располагаются рядами, нужно избегать и затенений нижних рядов верхними.

Подобные теневые участки очень опасны. В зависимости от типа фотоячеек они не только вызывают частичное (либо полное) прекращение энерговыработки, но и могут стать причиной возникновения токов «обратной связи». А это, в свою очередь, приведет к быстрому выходу панели из строя. Поэтому для того, чтобы правильно установить многорядное гелиополе, надо выдерживать расстояние между рядами минимум в 1,7 высоты панели.

Ориентация

Установка солнечных панелей подразумевает и соблюдение правильной ориентации по солнцу. Это необходимо для того, чтобы на поверхности фотоячеек попадал максимальный солнечный поток. Зависит данная ориентация от географического положения объекта. Например, в северном полушарии для получения самой высокой производительности гелиобатареи нужно установить строго на юг.

Наклон

Еще один аспект – угол наклона панелей. Его также выбирают, исходя из географического местоположения. В идеале при стационарной установке он должен быть равен широте, на которой находится объект. Также желательно предусмотреть возможность корректировки данного угла с учетом сезонного изменения высоты солнца над горизонтом. Обычно величина коррекции составляет 12°. Летом угол наклона увеличивают, зимой – уменьшают.

Доступ к панелям

Несмотря на всю свою неприхотливость в обслуживании, гелиопанели нуждаются в периодической очистке от загрязнений и налипшего снега. Поэтому монтаж солнечных батарей надо выполнять таким образом, чтобы данную процедуру можно было выполнить без особых усилий. Дело в том, что постепенно накапливающаяся пыль, дождевые разводы, остатки снега и т.д. значительно снижают производительность фотопанелей.

Технический монтаж

Для закрепления солнечных батарей используются стандартные монтажные инструменты и крепежные наборы. Как правило, такие комплекты поставляются вместе с фотопанелью. Нередко при сборке многорядных систем применяются алюминиевые профили, с помощью которых можно идеально ровно разместить все батареи и выдержать расстояния между ними.

Стоимость монтажа гелиопанелей для дома зависит от многих аспектов. В первую очередь это – общие габариты солнечного поля. Кроме того, немалое значение имеют и особенности кровли (конфигурация, тип покрытия и т.д.).

Как правильно установить солнечные панели для дома

Когда принято решение установить солнечную электростанцию, и все компоненты подобраны, для её эффективного функционирования требуется грамотный монтаж. Если установить солнечные панели неправильно, и они будут плохо освещены солнцем или частично находиться в тени, то может теряться до 40% её производительности. Конечно место и способ установки подбирается индивидуально для каждого объекта, но есть основные требования которые должны быть выполнены для получения от электростанции заявленной мощности.

В частных домах и на дачах в основном батареи устанавливают на крышу дома, это обычно самое освещённое солнцем место. Однако допустима установка на стене, на специальных креплениях или даже отдельно от дома на земле, если позволяет площадь. В случае если они стоят на земле, обслуживание и очистку проводить значительно легче, чем если панели находятся в труднодоступном месте.

Основные правила установки модулей:

1. Отсутствие тени в местах установки (частично и даже временно)

На смонтированные солнечные батареи не должна падать тень от зданий и сооружений, находящихся рядом, от растительных насаждений или других помех, дающих тень. Также если панели установлены в несколько рядов, то верхние ряды не должны затенять нижние. Поэтому при установке на плоскую кровлю их монтируют на специальных рамах под углом, а на скатных кровлях если угол достаточный встык к друг другу, либо на рамах, либо вместо финишного покрытия кровли (требует переделки кровли). Наиболее часто используемый способ установки фотоэлектрических модулей на крышу – это монтаж на специальные рамы, без изменения конструкции и покрытия кровли.

2. Ориентированность на солнце

Правильная ориентация солнечных панелей подразумевает максимальную направленность на юг, конечно в зависимости от места расположения объекта и возможностей, ориентацию подбирают индивидуально, главное, чтобы место было максимально освещено солнцем на протяжении всего светового дня.

Если есть возможность, идеальным вариантом являются установки, которые самостоятельно поворачиваются в зависимости от поворота солнца в течение дня. Однако это не очень актуально для частных домовладений. Такие установки в основном применяются в больших электростанциях, находящихся на земле (не на кровле), в таком варианте есть возможность поставить поворотное устройство.

3. Угол наклона панелей

Один из самых немаловажных аспектов. Угол рассчитывается исходя из географического расположения объекта. При идеальных условиях установки – угол должен быть равен широте, на которой находится объект. В современных монтажных рамах и креплениях также обычно предусмотрена возможность корректировки угла наклона в зависимости от сезона, летом угол наклона увеличивают, а зимой уменьшают.

4. Доступность солнечных батарей

При попадании на солнечные панели пыли или снега, их выработка уменьшается, и система не дает заявленной мощности. Поэтому для того, чтобы эффективность была максимальной постоянно, необходимо проводить очистку панелей от пыли, грязи, снега и наледи. Конечно для этого желательно, чтобы панели находились в таком месте, где до них можно спокойно достать самостоятельно, не вызывая постоянно специальных бригад с вышками.

Для крепления панелей при покупке предлагаются крепежный набор подходящий для вашего случая (наклонный, горизонтальный или вертикальный крепеж). Также могут дополнительно использоваться и другие материалы, например, алюминиевые профиля на всю длину поля электростанции, благодаря которым панели удасться установить ровно и выдержать нужные расстояния.

Бывает так, что монтаж солнечных панелей проводят неправильно, и тогда можно услышать массу нареканий на эффективность солнечной системы. Но при соблюдении всех условий ваша солнечная электростанция будет служить долго, работать эффективно и приносить максимум удовольствия.

как правильно установить солнечные панели

 

Сетевые инверторы
Самыми доступными и самыми распространенными являются инверторы сетевого типа. Они не имеют возможности подключения к ним аккумуляторных батарей. Также они не смогут работать в доме, в котором пропало электричество, к примеру, по причине аварии в электросети. Сделано это для того, чтобы обезопасить от поражения электрическим током персонал, который будет заниматься восстановлением линий электропередач. Т.е. если Вам нужно, чтобы при аварийном отключении электроэнергии Ваши потребители работали от фотомодулей, то сетевой инвертор Вам не подходит. Сетевые инверторы лучше использовать в тех случаях, где есть стабильное бесперебойное энергоснабжение и когда планируется подключение «Зеленого» тарифа, или же для экономии на электричестве путем выработки своего собственного для своих потребителей. Проще говоря, сетевой инвертор берет электроэнергию, выработанную фотомодулями, и передает ее Вашим потребителям. Если Ваше потребление меньше, чем вырабатывают Ваши фотомодули, то излишки (непотребленной) электроэнергии будут отдаваться во внешнюю сеть. Будет ли эта передача непотребленной электроэнергии платной или бесплатной для Вас, зависит от того, подключен у Вас «Зеленый» тариф или нет.  Эффективность преобразования инверторов составляет 96%.
Сетевой инвертор для солнечной электростанции Оn-grid
Сетевой инвертор для солнечной электростанции Оn-grid
Преимущества решения:

— невысокая цена

— максимально быстрая синхронизация с внешней энергосетью

— минимальные капиталовложения на строительство системы (в схеме не используются аккумуляторы)

Недостатки:

— решение приемлемо только для случая оn-grid системы, когда напряжение во внешней сети есть всегда и подключен «Зеленый» тариф или хотя бы двухсторонний счетчик электроэнергии.

Автономные инверторы
Следующий тип инверторов для фотоэлектрических систем — автономные.  Автономный инвертор в Вашей системе означает обязательное наличие аккумуляторных батарей.  «Питается» этот тип инверторов от них же, от аккумуляторных батарей. Эти устройства часто объединяют в себе функции инвертора и контроллера заряда от фото модулей. Некоторые модели автономных инверторов не имеют встроенного контроллера заряда аккумуляторных батарей – следовательно, его нужно будет докупить отдельно. Использование автономного инвертора будет отличным решением для удаленных строений, где нет возможности подключения к внешней электросети или затраты на такое подключение превышают стоимость постройки собственной солнечной электростанции.  Эффективность преобразования энергии составляет 93%.
Автономный инвертор для солнечной электростанции Off-grid
Автономный инвертор для солнечной электростанции Off-grid
Преимущества решения:

— полная автономия и независимость ни от кого и ни от чего

— всегда ровная и чистая синусоида в сети 220V

Недостатки:

— высокая стоимость системы, обусловленная необходимостью приобретения большого массива аккумуляторных батарей

— затраты на  периодическую  замену массива  аккумуляторов (срок службы 6 … 10 лет)

— активное использование аккумуляторов сокращает их срок службы

Гибридные инверторы
Далее интереснее — третьим типом инверторов являются так называемые гибридные инверторы.  Собственно, их «гибридность» заключается в том, что они умеют не только преобразовывать постоянный ток в переменный, но еще и подзаряжать Ваши аккумуляторы от сети или от генератора.   Гибридные инверторы дороже и зачастую мощнее автономных. Также в большинстве случаев они имеют встроенный контроллер заряда для подключения фотоэлектрических модулей и умеют дистанционно запускать генератор.  Отлично подходят для ситуаций, когда часто или, как у нас любят говорить, «веерно» отключают электричество. Также могут использоваться как источники бесперебойного питания, но скажем так: простым ИБП далеко до инверторов для фотоэлектрических систем, т.к. ИБП всегда, в первую очередь, работает от сети переменного тока, а когда уже сеть пропадает, он переходит на работу от аккумуляторов. В инверторах для фотоэлектрических систем мы можем настраивать приоритетность работы: либо, в первую очередь, от фотоэлектрических модулей, либо от сети, либо от аккумуляторов. Эффективность преобразования составляет 93%.
Гибридный инвертор для солнечной электростанции
Гибридный инвертор для солнечной электростанции

 

Сетевые инверторы с накоплением

(другими словами гибридные инверторы с возможностью отдачи излишков электроэнергии в сеть)

И самый интересный тип инверторов – сетевые с накоплением, которые умеют не только заряжать аккумуляторы от сети, но и отдавать в эту же сеть выработанную электроэнергию, т.е. это сетевой и гибридный инвертор в одном корпусе. Если Вы подключены к «Зеленому» тарифу, Ваши фотоэлектрические панели будут отдавать лишнюю выработанную электроэнергию в сеть. В случае же аварии в сети этот тип инвертора перейдет в автономную работу и будет питать Ваши потребители без участия сети. Немаловажным достоинством является встроенный в этот тип инвертора контроллер заряда MPPT (Maximum Power Point Tracking). Эффективность преобразования составляет 95%.
 Сетевой инвертор с накоплением для солнечной электростанции
Сетевой инвертор с накоплением для солнечной электростанции
06Ноя/16

Зеленый тариф

 «Зеленый» тариф для частных домохозяйств Мощность, солнечных электростанций, которых не превышает 30 кВт, установлена следующая стоимость (согласно постановлению НКРЭКУ под номером 1188, вступившему в действие с 16 августа 2016 года): 01.07.2015 — 31.12.2015Read More…