В дополнение к умным технологиям — всегда было желание полной автономии. Но все современные плюшки не работают без электричества. Какие варианты автономного электроснабжения доступны:
- Бензиновая или дизельная электростанция (очень дорогая стоимость одного киловатт часа)
- Газовая электростанция (обязательно нужен газ и станция не из дешевых)
- Энергия солнца (солнечные батареи)
- Энергия ветра
- Энергия воды
- Энергия тепла (элементы пельтье пока слабоваты)
Я опробовал один из вариантов на даче. Обычная «дикая» дача, где нет ни дорог ни электричества. Но есть на этой даче баня с маленьким окошком. И вот моешься ты в потемках в бане, иногда фонарик с собой берешь, а если задержался до темна — дело совсем плохо.
Случилось так, что у хозяина был юбилей. И вот я решил осветить дачу солнцем.
Что было куплено:
- Солнечная батарея 50Вт
- Аккумулятор Тюмень с оленем 55Ач
- Метров 10 кабеля КГхл сечение 2,5 + гофра
- Метров 30 кабеля ПВ сечение 1,5
- Контроллер заряда аккумулятора с ШИМ технологией (самый дешевый)
- Светодиодная лента с влагостойким покрытием
- Распред коробка с автоматами
- Выключатели
- Полоски оргстекла
На все ушло около 13 т.р. в ценах 2014 года.
На монтаж затрачено полдня. По порядку
Солнечная батарея
Батарея самая дешевая поликристаллическая мощностью 50Вт, номинальное напряжение 12В. Смонтирована в алюминиевую слабенькую рамочку. Но я больших требований к ней не питал.
Баня имеет ломанную крышу. Солнечную батарею смонтировал на пологой части. С точки зрения эффективности — это не правильно по ряду причин: снег задерживается, осенью и зимой угол падение лучей совсем не оптимальный. Но это вынужденное решение, так как до этой части крыши добраться сложнее и больше уверенности, что никто не скрутит панель, когда хозяев нет на месте.
Способ монтажа предельно прост — прикрутил к алюминиевой рамке батареи 2 доски сверху снизу. Затем просверлил в досках пару отверстий. И через эти отверстия на саморезы к профнастилу на крыше. Пару моментов:
- Отверстия в досках — что бы саморез в доске свободно ходил, это позволяет плотнее прижать доску к металлу, в противном случае вода может просочится через отверстия.
- Прикручивать лучше к верхнему гребню профнастила, так как в нижней части поток воды больше, чем на верху волны.
- Саморез должен быть достаточно коротким, что бы не повредить гидроизоляцию под профнастилом
К панели прикрутил кабель КГхл 2х2,5 засунул его в гофру и утащил до распред коробки.
Аккумулятор и контроллер заряда
Аккумулятор поставил на втором этаже между кровлей и внутренней стеной — никто не видит, пространство хорошо продувается для ликвидации возможных паров электролита. Аккумулятор самый простой автомобильный.
Соединил Аккумулятор и солнечную батарею через контроллер заряда. Подключил к контроллеру заряда провода до нагрузки (к первому автоматическому выключателю).
Пару слов про контроллер заряда.
Вся система может работать и без него. Можно напрямую подключить солнечную батарею к аккумулятору, так же поступить с нагрузкой. Но у подобной схемы есть серьезный недостаток — аккумулятор сможет испортить солнечная панель — если будет постоянный перезаряд. Так же аккумулятор выйдет из строя — если нагрузка высосет из него всю энергию.
В моем случае контроллер заряда — выполняет 2 задачи:
- Контроль степени заряда аккумулятора от солнечной батареи и при необходимости прекращает заряд
- Контроль разряда аккумулятора. Если аккумулятор отдал все что можно отдать и не умереть, контроллер отключит аккумулятор от нагрузки.
Еще хочу обратить внимание — есть два типа контроллеров заряда аккумулятора: ШИМ и МРРТ. ШИМ — самоя простая и недорогая технология, легко справляется с малыми задачами, регулировка силы заряда происходит с простым «включить» и «выключить», только происходит это очень быстро — несколько раз в секунду. MPPT — это более сложная и дорогая технология. Контроллеры данного типа снабжены встроенным преобразователем напряжения и следуют алгоритму поиска оптимальных параметров заряда. Таки контролеры способны существенно повысить результирующий КПД солнечных батарей и расширить рабочий диапазон по освещенности.
Для малых бюджетных проектов однозначно следует выбирать ШИМ, для серьезных и больших MPPT — примерно так.
Светодиодная лента
Главная задача — это освещение. Солнечные батареи 12В, аккумулятор 12В — значит освещение 12В. Для этой цели идеально подходят светодиодные ленты, который имеют напряжение питание 12В. В этом случае я их могу подключать без преобразователей и блоков питания. Плюс низкое напряжение в цепи — позволило сделать шалость и пустить проводку по деревянному дому без дополнительной изоляции в виде гофры. Да провода могут нагреться, но возможности «искрить» и «пробивать» изоляцию намного меньше.
Первое чем меня пугали: светодиоды, особенно белые, не любят высоких температур. Но представив — сколько горит свет в парилке…. решил хватит и на моих детей. Но проверить я все же проверил. Взял чайник с кипящей водой и опустил в него работающую светодиодную ленту, подождал минут 5. Лента продолжает светить тем же белым светом. После таких издевательств я уверен на 100%, что лента прослужит очень долго.
Итак белая китайская лента с влагозащитой и самоклеящейся основой. Нарезаю на куски по 1м, припаиваю провода и клею на потолок. Остается прокинуть проводку до лент. И о чудо все работает.
Что бы светодиоды не «слепили» решил сделать рассеиватели. Нарезал оргстекло узкими полосками, чуток поводил по ним шкуркой для матовости и прикрутил к потолку через «бобышки» из пластиковой трубы. Результат на фотографиях ниже.
Эффект был потрясающим, в этот день мы засиделись до темна. При этом осветили крыльцо, парилку и предбанник. На утро прибежали соседи со словами хотим так же :).
Долговечность солнечных панелей
На момент написание статьи прошел четвертый год эксплуатации. Ни какого обслуживания не производилось. Аккумулятор на зиму оставался на холодной даче, а температура у нас до -30 -35 легко доходит. Пока все живо, емкости хватает для нашего скромного освещения. Но подобный подход годится только для освещения, максимум зарядки телефона. Для более серьезных задач надо значительно увеличивать емкость аккумуляторов и мощность солнечных батарей.
Не долго счастье длилось. Солнечная панель была украдена. Граждане не оставляйте лестницы на участке :). Пришли ребята поставили лесенку скрутили солнечную панель, оторвали светодиодные ленты. Аккумулятор и устройства заряда им не понадобились…