Наши широты, контроллер, способ монтажа: солнечная батарея для автодома — как выбрать и эффективна ли
Энергоснабжение — одна из самых важных и в то же время сложных задач при функциональном обеспечении автодома. Базово требуется автономная энергосистема, которая сможет удовлетворить запросы всех потребителей во время путешествия. Сегодня такие задачи решают емкие литиевые аккумуляторы с зарядкой от генератора. Но следующим уровнем независимого источника энергии в автодоме является солнечная батарея.
Пока это далеко не идеальный тип автономной энергосистемы, но он заслуживает рассмотрения.
Что представляет собой солнечная батарея
Как правило, солнечная панель изготавливается из кристаллов кремния, формирующих ячеистую структуру полупроводников. Последние и преобразуют получаемую извне энергию в постоянный электрический ток. Чем больше ячеек в батарее, то есть, чем крупнее панель, тем выше будет и рабочий энергетический потенциал для питания электропотребителей автодома.
Эффективность в наших широтах
Одна из главных проблем при эксплуатации солнечных панелей заключается в погодном факторе с непостоянством интенсивного солнечного излучения. Даже если используется массивная панель с высоким мощностным потенциалом, от нее не будет много пользы в пасмурную погоду.
В среднем вырабатывается 150 Вт с квадратного метра панели обычных параметров, причем в оптимальных условиях той же погоды и настройки оборудования.
Важно понимать, что в реальных условиях за счет массы факторов и этот показатель будет занижен. Это значит, что на цифры производителя даже с указанием средних значений точно полагаться не стоит.
На фактическую мощность может повлиять не только погода, но и загрязненность панелей, угол падения лучей, общее качество компонентов и т.д.
Нюансы позиционирования
Тот самый угол падения лучей многое определяет в эффективности солнечных панелей. В идеале угол направления относительно солнечных лучей должен соответствовать местной широте, где находится точка базирования. Например, для Москвы это 53°. Еще лучше менять угол как минимум 2 раза в год на 15°, делая поправки для зимы и лета — соответственно, в большую и меньшую сторону.
Но еще более продвинутые системы предполагают изменение угла в любой момент в зависимости от текущего положения солнца. Для этого нужно заранее продумать механизм подъема, опускания и поворотов панели в разные стороны.
Варианты солнечных панелей
Рынок данного оборудования достаточно разнообразен, и даже общая классификация по видам весьма условна.
Наибольшей популярностью сегодня пользуются монокристаллические и поликристаллические модули на основе упомянутого выше кремния. Отличий между ними мало, но монокристаллические панели обойдутся дороже и эффективность у него немного выше.
Конструкции бывают жесткие и гибкие. Второй вариант дает больше возможностей для установки на проблемных поверхностях. При этом гибкие панели стоят в разы дороже, имеют меньший срок службы и могут легко повредиться при неаккуратном использовании или в процессе установки.
Для связи солнечной панели с аккумулятором используется контроллер заряда, благодаря которому регулируется оптимальное напряжение для электросети автодома.
Такие устройства бывают двух видов: PWM и MPPT. Первый вариант проще — он принимает энергию от панелей, урезая избыточный вольтаж на 20-40%. То есть, часть энергии попросту теряется ввиду несоответствия планке допустимого напряжения. Также системы PWM требуют соответствия напряжения аккумулятора, панелей и автодома. Контроллеры MPPT более энергоэффективны, так как преобразуют и излишки энергии с потерями не более 10%.
Что касается аккумулятора, то предпочтения стоит отдавать тяговым свинцово-кислотным моделям с технологиями AGM или GEL. Такие устройства безопасны и герметичны, а также имеют большой эксплуатационный ресурс. Если же бюджет ограничен, то можно выбрать и жидко-кислотный свинцовый аккумулятор. Но при таком выборе важно будет позаботиться об отводе вредных кислотных паров на улицу при заряде.
Монтажные работы
Для установки гибких панелей достаточно применить клей-герметик, в то время как жесткие конструкции требуют специального аэродинамичного крепежа, обеспечивающего просвет около 1 см между крышей автодома и монтажной рамой. Этот технологический зазор нужен для охлаждения солнечной панели, которая не должна перегреваться в процессе. Можно использовать в монтажной конструкции и обычный алюминиевый уголок. Он позволит установить раму панели посредством винтов.
Соединение модулей между собой вместе с коммуникациями, идущими на контроллер, выполняется с помощью комплектных клемм. Для прокладки кабеля через крышу используются специальные пластиковые элементы, которые так же монтируются к крыше посредством клея-герметика.